[发明专利]一种液态锌离子电池荷电状态在线监测装置及方法

说明书

本发明涉及电池监测管理技术领域，具体公开了一种液态锌离子电池荷电状态在线监测装置，其中，包括：光源，能够发出光信号；光纤传感器，与所述光源连接，且位于所述液态锌离子电池的电解液中，能够监测所述液态锌离子电池充放电过程中对所述光信号的响应信号，探测器，与所述光纤传感器连接，能够记录在所述液态锌离子电池充放电过程中所述光纤传感器的输出波长；充放电测试仪，与所述液态锌离子电池连接，用于实现所述液态锌离子电池的充放电。本发明还公开了一种液态锌离子电池荷电状态在线监测方法。本发明提供的液态锌离子电池荷电状态在线监测装置能够精确的反映电池实际的荷电状态。

技术领域

本发明涉及电池监测管理技术领域，尤其涉及一种液态锌离子电池荷电状态在线监测装置及一种液态锌离子电池荷电状态在线监测方法。

背景技术

清洁能源如太阳能风能等具有强度随时间变化不规律，空间分布不均匀的特点，因此不能直接并入电网，需要有一个本地的储能系统将产生的电能收集起来再统一并入电网。液态锌离子电池作为二次锌基电池具有成本低廉、环境友好、能量密度高和倍率性能好的优点，被认为是可大规模应用于储能领域的电池技术。

然而，在储能系统中，需要对电池的荷电状态进行监测，以实时了解电池的情况，以更好地进行电池管理。当前，电池荷电状态的监测方法主要有开路电压法和安时积分法。开路电压法根据理想状态下充放电曲线中荷电状态和电压的一一对应关系确定当前状态下的荷电状态，电池达到开路电压需要长时间静置因而不适于荷电状态的实时监测；安时积分法通过计算当前循环放出的电量与上一循环周期中完全放出电量的比值计算电池当前的荷电状态，由于电池每次充放电存在老化且每一循环中电池的工作条件不一定相同因而会产生较大误差。这两种方法都基于外部的测量的电压电流信息估测电池内部的荷电状态不能满足电池荷电状态在线监测的需求。

发明内容

本发明提供了一种液态锌离子电池荷电状态在线监测装置及一种液态锌离子电池荷电状态在线监测方法，解决相关技术中存在的无法实现准确反映电池内部的荷电状态的问题。

作为本发明的第一个方面，提供一种液态锌离子电池荷电状态在线监测装置，其中，包括：

光源，能够发出光信号；

光纤传感器，与所述光源连接，且位于所述液态锌离子电池的电解液中，能够监测所述液态锌离子电池充放电过程中对所述光信号的响应信号，

探测器，与所述光纤传感器连接，能够记录在所述液态锌离子电池充放电过程中所述光纤传感器的输出波长；

充放电测试仪，与所述液态锌离子电池连接，用于实现所述液态锌离子电池的充放电。

进一步地，所述光纤传感器包括长周期光栅、光纤法布里-珀罗传感器和锥形光纤干涉仪中的任意一种。

进一步地，所述光源包括宽谱光源，所述光源发出的光信号的波长在1510nm~1590nm之间。

进一步地，所述液体锌离子电池包括容器和位于所述容器内的电解液，所述光纤传感器固定在所述电解液中。

进一步地，所述电解液包括水相溶液和有机相溶液，所述水相溶液和有机相溶液能够分层设置，所述有机相溶液在所述水相溶液上层，所述光纤传感器固定在所述水相溶液中。

进一步地，所述液态锌离子电池还包括设置在所述有机相溶液上方的正极集流体以及设置在所述水相溶液下方的负极金属导电电极，所述正极集流体与所述充放电测试仪的正极连接，所述负极金属导电电极与所述充放电测试仪的负极连接。

作为本发明的另一个方面，提供一种根据前文所述的液态锌离子电池荷电状态在线监测装置实现的液态锌离子电池荷电状态在线监测方法，其中，包括：

将光纤传感器置于所述液态锌离子电池的电解液中；

依次连接光源、光纤传感器和探测器，并将充放电测试仪与所述液态锌离子电池连接；

在所述液态锌离子电池充放电时，所述探测器记录所述光纤传感器的输出波长。