CN102244281A - 用于液流电池储液罐的密封方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于液流电池储液罐的密封方法，在储液罐上安装密封盖，储液罐装入电解液后进行密封处理，将密封好的储液罐再用液体或气体进行间接密封处理，经过液体或气体间接密封处理后的储液罐内的压力始终为一个标准大气压。进行间接密封处理所用液体或气体为密封液体或密封气体。密封液体或密封气体与储液罐之间采用导管连接。导管的另一端在储液罐外。本发明的优点是，密封方法简单、方便、有效；解决了由于低价态离子的氧化造成电池正、负极充电态不一致和由于压力不平衡问题带来的离子渗透、水渗透以及隔膜老化等问题；能够有效地延长隔膜的使用寿命，提高液流电池的库伦效率和使用寿命。

Description

用于液流电池储液罐的密封方法
技术领域
本发明涉及液流电池领域，特别是用于液流电池储液罐的密封方法。
背景技术
液流电池作为一种性能优良的储能系统，在光伏/风能系统、电网调峰系统、工业电池、紧急不间断供电设备等方面具有广泛的应用前景。其优势主要有以下几方面：输出功率和储能容量是相互独立的，其输出功率取决于电堆的性能，容量取决于电解液的浓度和体积，因此在使用中，输出功率一定时，容量的大小只需通过调节电解液的浓度和体积就可实现；充放电中化学反应简单迅速，不存在固相变化，反应只在溶液中进行，电极不参与反应，可快速充放电；由于活性物质在电解液中，可实现100％放电而不影响电池性能；工艺结构简单，电池多使用普遍的廉价碳材料和工程塑料，来源广泛丰富；其储能系统不受场地的限制，选址自由。
为了防止空气中的氧气将负极电解液中低价态离子氧化，需要将储液罐密封，同时保证正、负极压力相同。中国专利文献200910055810.6公开的《全钒液流储能电池密封式电解液储液罐的排气系统》，用管路沟通封闭式正、负极电解液储液罐上部气室，使其压力平衡。管路的二端应设置有弯头，整条管路呈∏形状，以补偿管路安装变形、储液罐变形和基础滑移等因素，以减小对管路密封处附加应力的影响，从而提高管路密封可靠性。在管路中间设置压力表和气体释放阀。当储液罐上部气室压力超过设定值时，气体释放阀会自动打开，向大气排气，使封闭式电解液储液罐的上部气室的压力不再升高，保证电解液储液罐安全可靠地工作。设定值在现场可根据压力表示值来调整。该专利文献提出的构想是通过∏型管路将正、负极储液罐连通，同时在∏型管路中间设置压力表和气体释放阀，解决正、负极压力不平衡及储液罐压力过大问题。另有美国专利US7517608B2提出了关于《液流电池安全储存系统》的设计方案，也是为了提高电池的能量效率，减少易燃气体，其基本构想是通过将正、负极储液罐连通，解决正、负极压力不平衡问题。申请人在研究中发现，上述专利文献提出“通过将正、负极储液罐连通，解决正、负极压力不平衡问题”的这种设计构想不适合应用到具有氧气能的氧化电解液离子的系统。这是由于正极副反应产生的少量氧气会氧化低价态电解液离子，尤其是负极电解液，从而会造成电池自放电和正、负极充电态不一致的后果，所以需要将正、负极储液罐完全隔开，并且要保证正、负极储液罐压力相同。
发明内容
本发明的目的是，针对与现有技术存在的不足，进行改进，提出用于液流电池储液罐的密封方法。本发明通过优化储液罐的密封设计，解决正、负极压力不平衡，从而延长离子交换膜的使用寿命，提高液流电池的效率和使用寿命。
本发明的技术解决方案是，在储液罐上安装密封盖，储液罐装入电解液后进行密封处理，其特征在于，将密封好的储液罐再用液体或气体进行间接密封处理，经过液体或气体间接密封处理后的储液罐内的压力始终为一个标准大气压。
其特征在于，进行间接密封处理所用液体为密封液体，密封液体与储液罐中的电解液之间采用导管连接。
其特征在于，导管与储液罐配连，导管与储液罐连接的一端进入储液罐中，且位于储液罐中的电解液上方，导管的另一端在储液罐外。
其特征在于，导管采用U型导管或返水弯结构导管。
其特征在于，采用U型导管与储液罐配连时，在储液罐外的U型导管的一端浸入密封液体中2-5cm。
其特征在于，采用返水弯结构导管与储液罐配连时，密封液体注入返水弯结构导管中，在储液罐外的返水弯结构导管的端口和空气相通。
其特征在于，采用U型导管与储液罐配连时，密封液体用容器存放在储液罐外，使用返水弯结构导管与储液罐配连时，密封液体处在返水弯结构导管的弯曲部分，返水弯结构导管的弯曲部分在储液罐外。
其特征在于，进行间接密封处理所用气体为密封气体，密封气体采用导管连接到储液罐中。
其特征在于，导管的一端与密封气体相通导管的一端与密封气体相通，导管的另一端连接到储液罐中；密封气体采用气体袋存放在储液罐外。
其特征在于，密封液体采用不易挥发的有机溶剂，如液体石蜡、煤油中的一种，或者采用任何一种不易挥发的有机溶剂与水的混合液体；密封气体采用还原性稳定气体，如氮气、氩气中的一种。
本发明的优点是，密封方法简单、方便、有效；解决了由于低价态离子的氧化造成电池正、负极充电态不一致和由于压力不平衡问题带来的离子渗透、水渗透以及隔膜老化等问题；能够有效地延长隔膜的使用寿命，提高液流电池的库伦效率和使用寿命。
附图说明
图1、本发明采用U型导管对液流电池储液罐进行密封的示意图
图2、本发明采用返水弯结构导管对液流电池储液罐进行密封的示意图
图3、本发明采用气体袋对液流电池储液罐进行密封的示意图
具体实施方式
下面，结合附图对本发明的实施例做进一步详细说明。
如图1所示，本发明采用储液罐1、容器6、导管3。导管3与储液罐1配连。储液罐1上部设有进液口5，储液罐1下部设有出液口7。导管3采用U型导管。其中，容器6在储液罐1外，容器6装有密封液体2。容器6通过导管3与储液罐1配连。本发明采用密封液体2作为进行间接密封处理的液体。
储液罐1储存有电解液，储存有电解液的储液罐1经过密封处理，安装了密封盖4。将密封好的储液罐1再用液体进行间接密封处理，经过液体间接密封处理后的储液罐1内的压力始终为一个标准大气压。应用本发明要注意，储液罐1中储存电解液的总量不应超过储液罐1总容量的4/5，以便调节导管3的位置。
导管3与储液罐1配接的一端穿过密封盖4进入储液罐1中，在储液罐1中电解液的上方。装在储液罐1上的密封盖4采用螺纹结构密封，导管3与储液罐1上的密封盖4的配接处同样采用螺纹结构密封，同时进液口5与储液罐1的配接也采用螺纹结构密封，出液口7与储液罐1的配接也采用螺纹结构密封，这样密封的优势在于方便整体的安装与调节。容器6中的密封液体2的容量大约为容器6的总容量的2/3，导管3浸入容器6的密封液体2中，深度为2-5cm。密封液体2若为水与液体石蜡、煤油等不易挥发有机溶剂中的一种的混合物作为密封液体2，则液体石蜡、煤油等不易挥发有机溶剂在容器6中不易超过2cm。
如图2所示，本发明的另一实施例，采用储液罐1、导管3。导管3采用返水弯结构导管。其中，返水弯结构导管的弯曲部分装有密封液体2。本发明采用密封液体2作为进行间接密封处理的液体。
储液罐1储存有电解液，储存有电解液的储液罐1经过密封处理，安装了密封盖4。储液罐1上部设有进液口5，储液罐1下部设有出液口7。返水弯结构导管3的一端与储液罐1配连。返水弯结构导管3的另一端位于储液罐1外的开口与空气相通。本发明将密封好的储液罐1再用液体进行间接密封处理，经过液体间接密封处理后的储液罐1内的压力始终为一个标准大气压。应用本发明要注意，储液罐1中储存的电解液的总量不应超过储液罐1的容积的4/5，这是为了便调节返水弯结构导管3的位置。
返水弯结构导管3穿过密封盖4进入储液罐1中，在储液罐1中电解液的上方。装在储液罐1上的密封盖4采用螺纹结构密封，返水弯结构导管3与储液罐盖子4的配接处同样采用螺纹结构密封，同时进液口5与储液罐1的配接也采用螺纹结构密封，出液口7与储液罐1的配接也采用螺纹结构密封，这样密封的优势在于方便整体的安装与调节。密封液体2为液体石蜡、煤油等不易挥发的有机溶剂或者其中任何一种有机溶剂与水的混合液体。
如图3所示，本发明的第三个实施例，采用储液罐1、导管3、气体袋8。气体袋8充有密封气体。本发明采用密封气作为进行间接密封处理的气体。密封气体采用气体袋8存放，气体袋8在储液罐1外。其中，气体袋8通过导管3与储液罐1配连。储液罐1储存有电解液，储存有电解液的储液罐1经过密封处理，安装了密封盖4。储液罐1上部设有进液口5，储液罐1下部设有出液口7。导管3的一端与储液罐1配连。导管3的另一端与气体袋配连。导管3采用导气管，导气管选用普通导气管。本发明将密封好的储液罐1再用气体进行间接密封处理，经过气体间接密封处理后的储液罐1内的压力始终为一个标准大气压。应用本发明要注意，储液罐1中储存的电解液的总量不应超过储液罐1的容积的4/5，这是为了便调节导管3的位置。导管3穿过密封盖4进入储液罐1中，在储液罐1中电解液的上方。装在储液罐1上的密封盖4采用螺纹结构形式密封，导管3与储液罐1上的密封盖4的配接处同样采用螺纹结构密封，同时进液口5与储液罐1的配接也采用螺纹结构密封，出液口7与储液罐1的配接也采用螺纹结构密封，这样密封的优势在于方便整体的安装与调节。密封气体采用还原性稳定气体，如氮气、氩气中的一种。应用气体进行间接密封处理时要注意，储液罐1若采用氮气作为密封气体除去空气，气体袋8则采用充有氮气的气体袋；若用氩气作为密封气体除去空气，气体袋8则采用充有氩气的气体袋。
以上应用了具体实例对本发明进行了阐述，但是，以上具体实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其创新的核心思想。应当指出，对于本技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明基本构想的前提下，可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.用于液流电池储液罐的密封方法，在储液罐上安装密封盖，储液罐装入电解液后进行密封处理，其特征在于，将密封好的储液罐(1)再用液体或气体进行间接密封处理，经过液体或气体间接密封处理后的储液罐(1)内的压力始终为一个标准大气压。
2.根据权利要求1所述的用于液流电池储液罐的密封方法，其特征在于，进行间接密封处理所用液体为密封液体，密封液体(2)与储液罐(1)中的电解液之间采用导管(3)连接。
3.根据权利要求2所述的用于液流电池储液罐的密封方法，其特征在于，导管(3)与储液罐(1)配连，导管(3)与储液罐(1)连接的一端进入储液罐(1)中，且位于储液罐(1)中的电解液上方，导管(3)的另一端在储液罐(1)外。
4.根据权利要求2所述的用于液流电池储液罐的密封方法，其特征在于，导管(3)采用U型导管或返水弯结构导管。
5.根据权利要求4所述的用于液流电池储液罐的密封方法，其特征在于，采用U型导管与储液罐配连时，在储液罐(1)外的U型导管的一端浸入密封液体(2)中2-5cm。
6.根据权利要求4所述的用于液流电池储液罐的密封方法，其特征在于，采用返水弯结构导管与储液罐配连时，密封液体(2)注入返水弯结构导管中，在储液罐(1)外的返水弯结构导管的端口和空气相通。
7.根据权利要求4所述的用于液流电池储液罐的密封方法，其特征在于，采用U型导管与储液罐配连时，密封液体(2)用容器(6)存放在储液罐(1)外，使用返水弯结构导管与储液罐配连时，密封液体(2)处在返水弯结构导管的弯曲部分，返水弯结构导管的弯曲部分在储液罐(1)外。
8.根据权利要求1所述的用于液流电池储液罐的密封方法，其特征在于，进行间接密封处理所用气体为密封气体，密封气体采用导管(3)连接到储液罐(1)中。
9.根据权利要求8述的用于液流电池储液罐的密封方法，其特征在于，导管(3)的一端与密封气体相通，导管(3)的另一端连接到储液罐(1)中；密封气体采用气体袋(8)存放在储液罐(1)外。
10.根据权利要求2或8所述的用于液流电池储液罐的密封方法，其特征在于，密封液体(2)采用不易挥发的有机溶剂，如液体石蜡、煤油中的一种，或者采用液体石蜡、煤油中任何一种不易挥发的有机溶剂与水的混合液体；密封气体(2)采用还原性稳定气体，如氮气、氩气中的一种。
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