[发明专利]一种液流电池储能介质衰减实时监测及调控方法

说明书

本发明属于液流电池领域，公开了一种液流电池储能介质衰减实时监测及调控方法。包括：在电池运行前计算好正负极电解液可参与电化学反应物质的总物质量，记为M_总；预设渗透衰减率最大值P_1max和平均价态衰减率最大值P_2max；根据起始状态下的正负极总摩尔量，实时的正负极SOC，实时充放电量Q，可计算出正负极电解液实时摩尔含量，进而监测出正负极电解液衰减量，包括渗透衰减率P₁，平均价态衰减率P₂，当实际渗透衰减率P_1rP_1max，进行调节操作，使P₁＝0，当实际平均价态衰减率P_2rP_2max，进行价态恢复操作。本发明通过在线实时监测电解液状态，可实行自动在线监测调节，免去人力成本，免去繁琐过程，准确在线测量出电池运行过程中价态衰减量以及体积衰减量。

技术领域

本发明属于液流电池领域，本发明涉及一种液流电池储能介质衰减实时监测及调控方法。

背景技术

现有液流电池电解液容量衰减状态实时监测及调控技术，其中监测电解液衰减情况的技术方法是通过多循环充放电，充放电容量减少情况判断电解液容量衰减情况；还有采用实时取样方式确定电解液当前衰减情况。

专利号CN107195932中国专利“液流电池容量稳定调控方法、系统及液流电池”，采用充放电量对比法，即设置一个电池的最大充电量或放电量Q_max，在电池充放电结束后会有一个实际充电量或放电量Q_R，则电池衰减量为：(Q_max-Q_R)/Q_max，若电池衰减量大于一定值，则采取混液，取样分析电解液状态等方式，进行电池容量恢复。此专利方法依靠电池的充放电量的对比，而充放电量对比仅仅显示一个总体的衰减量，电池容量衰减原因包含正负极离子总钒物质量不匹配，以及正负极平均价态偏移，之后具体如何衰减，还要依靠取样进行离子浓度测试来获知，耗费人力，时间成本。

发明内容

为了克服现有液流电池电解液容量衰减状态实时监测及调控技术步骤繁琐，耗费人力，时间成本的不足，本发明提供一种液流电池储能介质衰减实时监测及调控方法。

本发明的上述目的是通过以下技术方案实现的：

采用正负电解液SOC-OCV关系法，紫外吸光度法等可实时监测电解液正负极SOC技术，可实现对于液流电池正负极电解液电解液充放电状态(SOC)进行实时在线监测；预设电池容量Q_min，当实际电池容量Q_rQ_min时，进行以下操作：

S1.在电池运行前计算正负极电解液参与电化学反应物质的总物质量，记为M_总；

S2.预设渗透衰减率最大值P_1max和平均价态衰减率最大值P_2max；

S3.在电池充放电过程中采集实时SOC，正负极SOC分别记为SOC_正1、SOC_负1；当电池运行至下一充放电状态，采集实时SOC，正负极SOC分别记为SOC_正2、SOC_负2；

S4.在电池充放电过程中采集实时充放电量Q，记为Q₁，当电池运行至下一充放电状态，采集实时充放电量Q，记为Q₂；

S5.根据起始状态下的正负极总摩尔量，实时的正负极SOC，实时充放电量Q，计算正负极电解液实时摩尔含量；

正极SOC，SOC_正＝M₁/M_正极；M₁为正极电解液中被氧化的离子的物质量；M_正极为正极电解液参与电化学反应总物质量；