CN105186064A - 一种用于千瓦级储电设施的液态金属电池模组 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于千瓦级储电设施的液态金属电池模组,属于电池储能领域,适用于大型储电设施。具体地说,把单个的液态金属电池通过串联并联的方式,集合在一起,组成一个模组。单个电池是通过熔融状态即液态金属的氧化还原反应,把化学能转化成电能,金属呈液态是该电池的特点,利用液体的流动性,具有超快的电荷传递,低欧姆损失的特性。这样组合而成的电池模组具有使用寿命长,维护成本低等特点。其组成包括:保温盒,加热管保护套,加热管,单个电池,温控系统,外壳,保温盖和外壳盖。
Description
技术领域
本发明属于储能电池领域,适用于大型的储电电站,具体为一种用于千瓦级储电设施的液态金属电池模组。
背景技术
目前,电力都是发电后立即使用,这样导致,用电高峰时电力不够,低谷时电力过剩。从国家角度,造成了浪费,从用户角度,阶梯电价,增加了企业的用电成本。社会和市场迫切需求一个合适的大型电池,从普通用户角度,用低谷的电价给电池充电,在高峰时使用,降低用电成本;从国家角度,可以充分利用好水能,太阳能,风能等自然资源。
经济试算:以某款液态电池为例,实际成本为500元/kWh。例如,某工厂平均每天高峰用电量为200kWh(度),如果该工厂购买一个液态电池,低谷充电,高峰用,几年能收回购买成本?高峰低谷电价差按0.5元/度计算。购买成本=500元/kWh×200kWh=10万元,每天节省电费=200kWh×0.5元/度=100元,收回成本年数=10万元/100元=1000天=2.7年,液态电池至少能用15年。经济价值可观。
2011年,国家电网跟比亚迪合作开发了一个电池蓄能电站,耗资5亿美元,如果用液态金属电池,成本不超过5百万美金,并且液态电池的寿命更长,维护成本更低,可见,液态电池前景非常好。
人们对液态电池的研究由来已久,1901,有科学家提出液态金属电池的理论,称为“HoopesCell”;整个20世纪,包括通用公司,国际原子实验室,阿贡国家实验室,福特等对液态金属电池都有研究;2006年,麻省理工大学团队重提该技术,2010年,麻省理工大学团队成立公司,得到包括比尔盖茨在内的投资超过1亿美金,随着新材料技术的不断提高,液态电池有一个很好的前景。
发明内容
一种用于千瓦级储电设施的液态金属电池模组,其结构组成包括保温盒21,加热管保护套22,加热管23,单个电池24,温控系统25,外壳26,保温盖27和外壳盖28。
在运行时,先由外部电源给整个系统加热,直至系统正常工作,系统正常工作后,外部电源断开,保温层阻止绝大部分温度的流失,在电池充放电的过程中,电池内阻产生的热量来补充流失的温度,另外,温控系统会对系统温度实时监控和调节,保证温度在工作温度范围内。
保温盒21和保温盖27的材料为硅酸铝陶瓷纤维。外壳26和外壳盖28为不锈钢材料,焊接在一起,密封,最大程度减少外界环境对电池的影响,电池正常工作后,电池内阻产生的热量不足以充分补充系统所需热量时,温控系统25会利用电池的电量,通过加热管23来补充系统缺失的热量,所耗的电量占电池总量的很小部分。
附图说明
图1为电池内部示意图,构成为电池单元11,电池正极12,电池负极13。
图2为电池组件的中心剖面图,其结构组成包括保温盒21,加热管保护套22,加热管23,单个电池24,温控系统25,外壳26,保温盖27和外壳盖28。
图3为电池原型。
具体实施方式
用不同的电池材料,制作了两种电池。
其中一种负极材料选用金属镁,正极材料选用的是金属锑,电解质为氯的化合物,设定的环境温度为700℃。
另一种负极材料选用金属锂,正极材料选用的是金属锑和铅,电解质为锂的化合,设定的环境温度为450℃。
将封装好的电池放入高温箱,设定好对应的温度值,电池正常工作后,即可向外输出电能。
Claims (5)
1.一种用于千瓦级储电设施的液态金属电池模组,其结构组成包括保温盒21,加热管保护套22,加热管23,单个电池24,温控系统25,外壳26,保温盖27和外壳盖28,在运行时,先由外部电源给整个系统加热,直至系统正常工作,系统正常工作后,外部电源断开,保温层阻止绝大部分温度的流失,在电池充放电的过程中,电池内阻产生的热量来补充流失的温度,另外,温控系统会对系统温度实时监控和调节,保证温度在工作温度范围内。
2.如权利要求1所述,一个模组由一定数量的单个电池24通过串联并联的方式集合在一起,构成最后产品的输出电压和功率。
3.如权利要求1所述,保温盒21和保温盖27的材料为硅酸铝陶瓷纤维。
4.如权利要求1所述,外壳26和外壳盖28为不锈钢材料,焊接在一起,密封,最大程度减少外界环境对电池的影响。
5.如权利要求1所述,电池正常工作后,电池内阻产生的热量不足以充分补充系统所需热量时,温控系统25会利用电池的电量,通过加热管23来补充系统缺失的热量,所耗的电量占电池总量的很小部分。
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