一種全沉積型鉛酸液流電池儲能裝置制造方法
【專利摘要】一種全沉積型鉛酸液流電池儲能裝置由由儲液罐、循環(huán)泵、流量計、輸液管、反應(yīng)器和交直流電轉(zhuǎn)化器組成；反應(yīng)器有導(dǎo)線、電極板等附屬設(shè)備。儲液罐中的電解液在循環(huán)泵的作用下流入反應(yīng)器中，電解液發(fā)生氧化還原反應(yīng)后再流回到儲液罐中。充電時，電解液中的Pb離子發(fā)生氧化還原反應(yīng)而在正極板上沉積PbO2和負(fù)極板上沉積Pb；放電時，正負(fù)極板上的PbO2和Pb沉積物發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成Pb離子而溶入到電解液中。在充放電過程中，需要根據(jù)充放電電流、電壓的大小或反應(yīng)器中電極板的數(shù)目不同通過流量計調(diào)整電解液流量的大小。
【專利說明】一種全沉積型鉛酸液流電池儲能裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種氧化還原液流電池儲能裝置，特別涉及一種全沉積型鉛酸液流電池儲能裝置，屬于能源科學(xué)技術(shù)新能源與節(jié)能領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0002]能源危機(jī)與環(huán)境污染已經(jīng)威脅到人類的生存和發(fā)展，大規(guī)模開發(fā)和應(yīng)用無碳清潔分布式能源已經(jīng)成為當(dāng)今和今后人類社會生活的主題。在無碳清潔分布式能源中，儲量最為豐富和最具規(guī)?；瘧?yīng)用前景的是太陽能和風(fēng)能等分布式能源。但是自然界中的太陽能和風(fēng)能能量密度低，在時間和地域分布上極不均勻，隨時間和季節(jié)波動性、地域差異性很大，這些都是限制其規(guī)?；_發(fā)應(yīng)用的瓶頸。
[0003]氧化還原液流電池作為新型的蓄電儲能裝置，具有諸多潛在的優(yōu)良性能，如儲能容量大、可超深度放電、使用壽命長、濃差極化小等，而且不受地理條件限制，可以作為太陽能、風(fēng)能等分布式清潔能源的配套儲能設(shè)備，還可以作為電網(wǎng)的調(diào)峰裝置，提高輸電質(zhì)量，保障電網(wǎng)安全。
[0004]由于氧化還原液流電池的種類不同，其反應(yīng)機(jī)理不同。在傳統(tǒng)的全釩體系、多硫化鈉/溴體系和鐵/鉻體系等氧化還原液流電池中，存在兩個主要不足之處:一個是關(guān)鍵組件隔膜，其性能不是很穩(wěn)定，而且隔膜價格昂貴，這是傳統(tǒng)液流儲能電池發(fā)展的瓶頸。另外一個需要兩套輸液系統(tǒng)，使得系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本增加。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為克服價格昂貴和性能不穩(wěn)定的隔膜和兩套輸液系統(tǒng)的問題，本發(fā)明的目的是提供一種全沉積型鉛酸液流電池儲能裝置，正負(fù)極使用同一種液體，均以甲基磺酸和甲基磺酸鉛混合液為電解液，避免了電解液的交叉污染和昂貴的離子交換膜問題。使其與現(xiàn)有技術(shù)相比，與傳統(tǒng)的氧化還原液流電池一樣可實現(xiàn)能源的儲存，同時避免兩套輸液系統(tǒng)的復(fù)雜性和隔膜的高成本的缺點(diǎn)。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案如下。
[0007]一種全沉積型鉛酸液流電池儲能裝置，其特征在于:所述全沉積型鉛酸液流電池儲能裝置由儲液罐、循環(huán)泵、流量計、輸液管、反應(yīng)器、交直流電轉(zhuǎn)化器、電能和負(fù)載組成；所述反應(yīng)器有導(dǎo)線、電極板等附屬設(shè)備。
[0008]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)及突出性效果。
[0009]全沉積型鉛酸液流電池儲能裝置以可溶的甲基磺酸鉛作為正負(fù)極的基質(zhì)溶液，正負(fù)電對中的還原態(tài)和氧化態(tài)均以可溶的二價鉛離子存在于電解液中，而其對應(yīng)的氧化態(tài)PbO2和還原態(tài)Pb則不溶于電解液，而沉積在正負(fù)電極表面上。全沉積型鉛酸液流電池儲能裝置中的反應(yīng)器中以兩個極板、兩極板之間的極室和極室中的電解液構(gòu)成一個充放電單元，電解液通過輸液管道與反應(yīng)器外的循環(huán)泵、儲液罐相連而實現(xiàn)循環(huán)，完成儲能和用能過程。
[0010]本發(fā)明提供的全沉積型鉛酸液流電池儲能裝置，由于每個電極之間實現(xiàn)的并行連接，具有更大的單位容積電極反應(yīng)面積和均勻的電極電流分布和電解液流場，正負(fù)電極板交替排列，正負(fù)電極板數(shù)由電池容量大小確定。因而可以得到在相同的反應(yīng)器容積內(nèi)得到更大的電池充放電電流和電壓和更為穩(wěn)定的充放電性能。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1為本發(fā)明的全沉積型鉛酸液流電池儲能裝置的示意圖。
[0012]圖中:1_循環(huán)泵；2-流量計；3-輸液管；4-反應(yīng)器；5-交直流電轉(zhuǎn)換器；6-儲液iii ;7-電極板；8_導(dǎo)線；9_電能；10_負(fù)載。

【具體實施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖和具體實施案例對本發(fā)明做進(jìn)一步的說明。
[0014]圖1為本發(fā)明的全沉積型鉛酸液流電池儲能裝置的示意圖。所述全沉積型鉛酸液流電池儲能裝置由循環(huán)泵1、流量計2、輸液管3、反應(yīng)器4、交直流電轉(zhuǎn)換器5、儲液罐6、電能9和負(fù)載10組成；所述反應(yīng)器有電極板7和導(dǎo)線8等附屬設(shè)備。
[0015]本發(fā)明的運(yùn)行原理為:電源開關(guān)接通后，循環(huán)泵I將儲液罐6中的電解液通過輸液管3流入到反應(yīng)器4中，電解液在反應(yīng)器中的液面不斷升高到達(dá)出口而從反應(yīng)器中流出經(jīng)過輸液管4流入到儲液罐7中而實現(xiàn)電解液的循環(huán)流動。充電時，將交直流電轉(zhuǎn)換器5中的檔位調(diào)至充電檔。這時，電流經(jīng)過導(dǎo)線8通入電極板7中，在有電流通過的條件下，電解液中的Pb離子發(fā)生氧化還原反應(yīng)而在正極板上沉積Pb02和負(fù)極板上沉積Pb。放電時，將交直流電轉(zhuǎn)換器5中的檔位調(diào)至放電檔。這時，正負(fù)極板上的Pb02和Pb沉積物發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成Pb離子而溶入到電解液中，同時在整個回路上產(chǎn)生電流而輸送給負(fù)載10。在充放電過程中，需要根據(jù)充放電電流、電壓的大小或反應(yīng)器4中電極板7的數(shù)目不同通過流量計2調(diào)整電解液流量的大小。
[0016]實施例。
[0017]本發(fā)明提供的全沉積型鉛酸液流電池儲能裝置在小型的太陽能發(fā)電裝置上試用，安裝在太陽能發(fā)電裝置的用電部位。電解液是1.5mol/L的甲基磺酸鉛和0.9mol/L的甲基磺酸的混合液；儲液罐的容積為10L，電解液的流量為2L/min ;電極板數(shù)為50，其中正負(fù)極板各為25 ;充放電電流為20A，充放電時間為10h。
[0018]儲能裝置運(yùn)行了 100個充放電循環(huán)，充放電過程中運(yùn)行穩(wěn)定，可靠，運(yùn)行過程中沒有發(fā)生沉積物脫落或沉積物粘連導(dǎo)致斷路或短路的現(xiàn)象。停止充放電后，電極板上的沉積物比較致密和均勻，說明本發(fā)明的液流電池儲能裝置在此電解液流量和反應(yīng)器結(jié)構(gòu)設(shè)計條件下，電解液在反應(yīng)器內(nèi)流場分布非常均勻，而且與電極板之間的接觸非常充分，使得液流電池儲能裝置具有穩(wěn)定的充放電性能。
[0019]以上所述，僅為本發(fā)明的【具體實施方式】，當(dāng)不能以此限定本發(fā)明的實施的范圍，凡依本發(fā)明所作的等同變化與修飾，都應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種全沉積型鉛酸液流電池儲能裝置，其特征在于:所述全沉積型鉛酸液流電池儲能裝置由循環(huán)泵(I)、流量計(2)、輸液管(3)、反應(yīng)器(4)、交直流電轉(zhuǎn)換器(5)、儲液罐(6)、電能(9)和負(fù)載(10)組成；所述反應(yīng)器有電極板(7)和導(dǎo)線(8)等附屬設(shè)備。
2.按照權(quán)利要求1所述的全沉積型鉛酸液流電池儲能裝置，其特征在于所述反應(yīng)器內(nèi)正負(fù)電極板交替排列，正負(fù)電極板數(shù)由電池容量大小確定。
【文檔編號】H01M8/04GK104078695SQ201410347663
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2014年7月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月22日
【發(fā)明者】劉旭東, 畢孝國, 唐堅, 牛微, 董穎男 申請人:沈陽工程學(xué)院