CN107014856B - 用于测量氧化还原液流电池的电解质平衡的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

一种用于测量氧化还原液流电池的电解质平衡的方法，其包括：通过向电池组施加电流对所述氧化还原液流电池充电；在所述氧化还原液流电池充电的同时，测量阳极电解质溶液和阴极电解质溶液的温度；计算所述阳极电解质溶液随时间的温度变化率和所述阴极电解质溶液随时间的温度变化率；决定对应于所述阳极电解质溶液随时间的温度变化率的拐点的第一变化时间和对应于所述阴极电解质溶液随时间的温度变化率的拐点的第二变化时间；和使用所述第一变化时间、所述第二变化时间、阳极电解质的氧化数和阴极电解质的氧化数计算所述氧化还原液流电池的平均电解质氧化数。

Description

用于测量氧化还原液流电池的电解质平衡的方法和装置
技术领域
本公开涉及一种用于测量在氧化还原液流电池中使用的电解质溶液中所含的电解质之间的平衡的方法和装置。
背景技术
氧化还原液流电池是指通过包含在电解质溶液中的离子的氧化/还原反应来存储或释放电能的电化学存储装置。氧化还原液流电池组(stack)中的阳极电解质溶液和阴极电解质溶液通过电解质膜彼此隔离，存在于电解质膜两侧的离子之间的浓度差导致扩散。
然而，根据各电解质溶液中包含的电解质的类型，扩散速度可能不同。因此，随着时间流逝，电解质可能集中在阳极和阴极中的任一个上。浓度可能导致电解质之间的容量不平衡，并降低电解质溶液的使用率，从而降低电池的容量。这种现象被称为由电解质的交叉引起的容量衰减。
为了消除由电解质之间的容量不平衡引起的这种容量衰减，可以将阳极和阴极电解质溶液混合并分成两部分，使得阳极和阴极具有相同的氧化数。这种方法被称为总混合方法。然而，在这种情况下，混合阳极和阴极电解质溶液所需的泵能量和充电的电池的能量全部丢失，并且需要很多时间直到完全混合完成。
用于防止这种能量和时间浪费的技术是将对应于电池容量衰减的电解质从一个槽部分地转移到另一个槽。这种技术被称为部分转移。为了应用该技术，必须优先评价阳极电解质溶液和阴极电解质溶液的电池容量衰减的信息。
除了由阳极电解质溶液和阴极电解质溶液之间的电解质容量不平衡引起的容量衰减之外，还可能由电解质之间的氧化数的不平衡引起容量衰减。理论上，当阳极电解质溶液和负极电解质溶液形成氧化还原对时，整个溶液的氧化数平衡需要始终保持恒定。然而，当使用电池时，由于诸如空气的引入或过电压的副反应，氧化-还原反应可以仅在一种电解质溶液中独立地发生。结果，可能扰乱整个电解质溶液的氧化数平衡。如上所述，由交叉引起的容量衰减在理论上可以通过全部混合或部分转移而恢复100％。然而，通过不可逆反应的电解质之间的氧化数的不平衡导致永久的电池容量衰减。
因此，需要一种能够定量测量和评价阳极电解质溶液和阴极电解质溶液中所含的电解质之间的氧化数平衡的技术。
发明内容
各种实施方案涉及用于测量氧化还原液流电池的电解质平衡的方法和装置，其能够定量测量和评估在氧化还原液流电池中使用的阳极电解质溶液和阴极电解质溶液中所含的电解质之间的氧化平衡。
而且，各种实施方案涉及用于测量氧化还原液流电池的电解质平衡的方法和装置，其能够通过原位法更容易地评价氧化还原液流电池的电解质溶液中所含的电解质之间的平衡，而不是其中分别地提取电解质溶液并通过附加装置进行评价的离位法。
而且，各种实施方案涉及测量氧化还原液流电池的电解质平衡的方法和装置，其能够精确测量电解质的氧化数，因为不会发生由电解质溶液的提取或电解质溶液与空气之间的接触引起的氧化。
而且，各种实施方案涉及用于测量氧化还原液流电池的电解质平衡的方法和装置，其能够以较低成本测量氧化还原液流电池的电解质平衡，而无需昂贵的OCV监测装置或合适的设备。
在一个实施方案中，一种用于测量氧化还原液流电池的电解质溶液中所含的电解质之间的平衡的方法可以包括：通过向电池组施加电流对氧化还原液流电池充电；在所述氧化还原液流电池充电的同时测量阳极电解质溶液和阴极电解质溶液的温度；计算阳极电解质溶液随时间的温度变化率和阴极电解质溶液随时间的温度变化率；决定对应于阳极电解质溶液随时间的温度变化率的拐点的第一变化时间和对应于阴极电解质溶液随时间的温度变化率的拐点的第二变化时间；和使用所述第一变化时间、所述第二变化时间、所述阳极电解质的氧化数和所述阴极电解质的氧化数计算所述氧化还原液流电池的平均电解质氧化数。
该方法可以进一步包括：调节阳极电解质溶液中所含的阳极电解质和阴极电解质溶液中所含的阴极电解质之间的氧化平衡；测量所述电池组的开路电压(OCV)；和比较所述OCV和参考电压，以便决定是否向所述电池组施加电流。
所述氧化还原液流电池的充电可以包括根据时间向电池组施加预定大小的电流。
所述氧化还原液流电池的平均电解质氧化数可以通过方程式1计算：
[方程式1]
其中P表示平均电解质氧化数，A表示阴极电解质的氧化数，B表示阳极电解质的氧化数，t1表示所述第一变化时间，t2表示所述第二变化时间。
该方法可以进一步包括比较平均电解质氧化数和参考氧化数，和决定氧化还原液流电池的电解质平衡差和电解质平衡方向。
在一个实施方案中，一种用于测量氧化还原液流电池的电解质溶液中所含的电解质之间的平衡的装置可以包括：充电控制单元，其配置为通过向电池组施加电流对氧化还原液流电池充电；温度测量单元，其配置为在所述氧化还原液流电池充电的同时测量阳极电解质溶液和阴极电解质溶液的温度；和平衡评价单元，其配置为计算所述阳极电解质溶液随时间的温度变化率和所述阴极电解质溶液随时间的温度变化率，决定对应于所述阳极电解质溶液随时间的温度变化率的拐点的第一变化时间和对应于所述阴极电解质溶液随时间的温度变化率的拐点的第二变化时间，和使用所述第一变化时间、所述第二变化时间、所述阳极电解质的氧化数和所述阴极电解质的氧化数计算所述氧化还原液流电池的平均电解质氧化数。
根据本发明的实施方案，用于测量氧化还原液流电池的电解质平衡的方法和装置可以定量测量和评价在氧化还原液流电池中所使用的阳极电解质溶液和阴极电解质溶液中所含的电解质之间的氧化数的平衡。
此外，当测量氧化还原液流电池的电解质溶液中包含的电解质之间的平衡时，该方法和装置可以通过原位法更容易地评价所述平衡，而不是其中分别提取电解质溶液并通过附加装置进行评价的离位方法。
此外，由于不会发生由于电解质溶液的提取或电解质溶液与空气之间的接触而导致的氧化，因此该方法和装置可以精确地测量电解质的氧化数。
此外，该方法和装置可以以较低的成本测量所述氧化还原液流电池的电解质平衡，而无需昂贵的OCV监测装置或合适的设备。
附图说明
图1是根据本发明实施方案的用于测量氧化还原液流电池的电解质平衡的装置的结构图。
图2是根据本发明实施方案的用于测量氧化还原液流电池的电解质平衡的方法的流程图。
图3-5是说明电解质溶液随时间的温度变化的曲线图，其通过根据本发明的实施方案的用于测量氧化还原液流电池的电解质平衡的方法进行测量。
图6-8是说明电解质溶液随时间的温度变化的曲线图，其通过根据本发明的另一实施方案的用于测量氧化还原液流电池的电解质平衡的方法进行测量。
具体实施方式
下文中，将参照附图描述本发明的实施方案。提供以下实施方案作为用于有效地将本发明的构思传达给本领域技术人员的示例。因此，本发明不限于以下实施方案，而是可以以其它形式实施。在图中，为了说明的清楚起见，层和区域的尺寸可能被放大。在整个说明书中，相同的附图标记表示相同的元件。
图1是根据本发明实施方案的用于测量氧化还原液流电池的电解质平衡的装置的结构图。
参考图1，根据本发明实施方案的氧化还原液流电池包括第一电解质溶液槽102、第二电解质溶液槽104、第一泵108、第二泵110和电池组106。
第一电解质溶液槽102和电池组106通过第一和第二流路112和116连接，并且第二电解质溶液槽104和电池组106通过第三和第四流路114和118连接。流路112、114、116和118的每一个上标出的箭头表示电解质溶液流动的方向。
第一和第二电解质溶液槽102和104分别包含第一和第二电解质溶液。在本发明的一个实施方案中，第一电解质溶液可以设置为包含阳极电解质的阳极电解质溶液，并且第二电解质溶液可以设置为包含阴极电解质的阴极电解质溶液。然而，根据实施方案，第一电解质溶液可以设置为阴极电解质溶液，并且第二电解质溶液可以设置为阳极电解质溶液。以下，为了便于说明，将第一电解质溶液称为阳极电解质溶液，将第二电解质溶液称为阴极电解质溶液。
第一泵108布置在第二流路116上，并且执行用于将包含在第一电解质溶液槽102中的第一电解质溶液供给到电池组106的泵送操作。第二泵110布置在第四流路118上，并且执行用于将包含在第二电解质溶液槽104中的第二电解质溶液供给到电池组106的泵送操作。
根据第一和第二泵108和110的转数或操作速度来决定供给到电池组106的第一和第二电解质溶液的流量。换句话说，随着每单位时间第一和第二泵108和110的转数或操作速度增加，则供给到电池组106的电解质溶液的流量上升。
电池组106通过引入其中的电解质溶液的氧化还原反应来存储或释放电能。尽管未示出，电池组106包括多个电池，并且构成电池组106的每个电池包括隔膜，电解质或离子可以通过隔膜。通过所述隔膜，引入到各个电池中的第一和第二电解质溶液中包含的离子可以被交换。这种离子交换导致电池中的电解质溶液之间的氧化还原反应。通过该氧化还原反应，电能可以存储在电池组106中，或者存储在电池组106中的电能可以被释放到外部。
回过来参考图1，根据本发明实施方案的用于测量氧化还原液流电池的电解质平衡的装置10包括充电控制单元12、温度测量单元14和平衡评价单元16。
为了测量所述氧化还原液流电池的电解质平衡，充电控制单元12通过向电池组106施加电流对氧化还原液流电池充电。
在本发明的一个实施方案中，充电控制单元12调节包含在阳极电解质溶液中的阳极电解质和包含在阴极电解质溶液中的阴极电解质之间的氧化数平衡，并且测量电池组106的开路电压(OCV)。为了调节包含在阳极电解质溶液中的阳极电解质和包含在阴极电解质溶液中的阴极电解质之间的氧化数平衡，充电控制单元12可以将两种电解质溶液的量调节到相同的量。然后，充电控制单元12将测量的OCV与参考电压进行比较，并且决定是否向电池组106施加电流。例如，当测量的OCV低于参考电压时，充电控制单元12通过向电池组106施加电流开始对氧化还原液流电池充电。另一方面，当测量的开路电压低于参考电压时，充电控制单元12执行调节阳极电解质和阴极电解质之间的氧化数平衡的操作。
当通过充电控制单元12开始氧化还原液流电池的充电操作时，温度测量单元14在进行充电操作的同时测量阳极电解质和阴极电解质的温度。温度测量单元14可以通过接收由安装在氧化还原液流电池中的温度传感器(未示出)测量的温度值来测量阳极电解质和阴极电解质的温度。温度传感器(未示出)可以布置在电解质溶液槽102和104内部或外部，或者布置在流路112、114、116和118或电池组106内部或外部。
平衡评价单元16计算阳极电解质溶液随时间的温度变化率和阴极电解质溶液随时间的温度变化率。对于该操作，平衡评价单元16可以生成指示阳极电解质溶液随时间的温度变化和阴极电解质溶液随时间的温度变化的曲线图。在所生成的曲线图中，阳极电解质溶液的温度变化曲线的斜率表示阳极电解质溶液的温度变化率，阴极电解质溶液的温度变化曲线的斜率表示阴极电解质溶液的温度变化率。
平衡评价单元16决定与阳极电解质溶液随时间的温度变化率的拐点对应的第一变化时间和与阴极电解质溶液随时间的温度变化率的拐点对应的第二变化时间。在本发明的实施方案中，平衡评价单元16可以将阳极电解质溶液和阴极电解质溶液随时间的温度变化率具有最大变化的时间点分别设置为第一和第二变化时间。
平衡评价单元16使用第一变化时间、第二变化时间、阳极电解质的氧化数和阴极电解质的氧化数来计算所述氧化还原液流电池的平均电解质氧化数。平衡评价单元16可以将计算的平均电解质氧化数与参考氧化数进行比较，并且决定所述氧化还原液流电池中的电解质平衡差和电解质平衡方向。
以下，参照图1和图2，将详细描述根据本发明的一个实施方案的用于测量氧化还原液流电池的电解质溶液中所含的电解质之间的平衡的方法。
图2是根据本发明一个实施方案的用于测量氧化还原液流电池的电解质平衡的方法的流程图。
首先，在步骤202，充电控制单元12通过向电池组106施加电流对所述氧化还原液流电池充电。当电流施加到电池组106时，阳极电解质和阴极电解质的温度随时间升高。在本实施方案中，电解质溶液的温度变化可以用于测量电解质平衡。
尽管在图2中未示出，根据本发明的实施方案的用于测量氧化还原液流电池的电解质平衡的方法还可以包括调节包含在阳极电解质溶液中的阳极电解质和包含在阴极电解质溶液中的阴极电解质之间的氧化数平衡；测量所述电池组的OCV；以及在通过向电池组106施加电流对所述氧化还原液流电池充电的步骤202之前，比较OCV和参考电压，以便决定是否向所述电池组施加电流。
当要进行根据本发明的实施方案的用于测量氧化还原液流电池的电解质平衡的方法时，可以在图2的步骤202之前将等量的电解质注入第一和第二电解质溶液槽102和104中。然而，氧化还原液流电池的电解质平衡通常在所述氧化还原液流电池的操作期间测量。在所述氧化还原液流电池的操作期间，阳极和阴极中的电解质的量可以由于充电或放电而改变。
因此，根据本发明的实施方案的方法可以包括在通过向电池组106施加电流对所述氧化还原液流电池充电的步骤202之前，调节包含在阳极电解质溶液中的阳极电解质和包含在阴极电解质溶液中的阴极电解质之间的氧化数平衡。
为了检查包含在阳极电解质溶液中的阳极电解质和包含在阴极电解质溶液中的阴极电解质之间的氧化数平衡是否被实际调节，可以测量该电池组的OCV并将其与参考电压进行比较。当阳极电解质的量等于阴极电解质的量时，在阳极和阴极之间不发生电压差。因此，OCV可以被测量为接近零的值。因此，在本实施方案中，该方法包括将OCV与预设的参考电压进行比较，并决定是否向所述电池组施加电流，即是否对所述氧化还原液流电池充电。例如，当参考电压设定为10mV以下时，充电控制单元12仅在测量的OCV等于或小于10mV的情况下通过向电池组106施加电流对所述氧化还原液流电池充电。否则，充电控制单元12可以不对所述氧化还原液流电池充电。
尽管在图2中未示出，通过向电池组106施加电流对所述氧化还原液流电池充电的步骤202可以包括根据时间向电池组106施加预定大小的电流。
回过来参考图2，在步骤204，温度测量单元14测量阳极电解质溶液的温度和阴极电解质溶液的温度，同时对所述氧化还原液流电池进行充电。温度测量单元14可以通过接收由安装在所述氧化还原液流电池中的温度传感器(未示出)测量的温度值测量阳极电解质溶液和阴极电解质溶液的温度。所述温度传感器(未示出)可以布置在电解质溶液槽102和104内部或外部，或者布置在流路112、114、116和118或电池组106内部或外部。
然后，在步骤206中，平衡评价单元16使用通过温度测量单元14测量的阳极电解质溶液和阴极电解质溶液的温度来计算阳极电解质溶液随时间的温度变化率和阴极电解质溶液随时间的温度变化率。在本实施方案中，平衡评价单元16可以生成基于阳极电解质溶液和阴极电解质溶液的温度的表示阳极电解质溶液和阴极电解质溶液随时间的温度变化的曲线图(例如，图3至图5)，所述温度由温度测量单元14测量。在所产生的曲线图中，阳极电解质的温度变化曲线的斜率表示阳极电解质溶液的温度变化率，阴极电解质的温度变化曲线的斜率表示阴极电解质溶液的温度变化。以这种方式，平衡评价单元16可以计算阳极电解质溶液随时间的温度变化率和阴极电解质溶液随时间的温度变化率。
然后，平衡评价单元16决定与阳极电解质溶液随时间的温度变化率的拐点对应的第一变化时间和与阴极电解质随时间的温度变化率的拐点对应的第二变化时间。
例如，图3的曲线图中阳极电解质溶液随时间的温度变化率，也就是说，温度变化曲线的斜率随时间变化。参考图3，所述曲线图的斜率在时间t1快速变化。在本实施方案中，所述曲线图的斜率快速变化的点定义为温度变化率的拐点。当斜率快速变化时，其可指示斜率的变化超过预定变化，即，预设的参考变化。因此，平衡评价单元16将时间t1设定为第一变化时间，即对应于图3的曲线图中的阳极电解质溶液的温度曲线中的斜率的拐点的时间t1。类似地，平衡评价单元16将时间t2设定为第二变化时间，即对应于阴极电解质溶液的温度曲线中的斜率的拐点的时间t2。
回过来参考图2，平衡评价单元16使用在步骤208决定的第一和第二变化时间以及阳极电解质和阴极电解质的氧化数来计算所述氧化还原液流电池的平均电解质氧化数。在本实施方案中，平衡评价单元16可以使用下面的方程式1计算氧化还原液流电池的平均电解质氧化数。
[方程式1]
在方程式1中，P表示平均电解质氧化数，A表示阴极电解质的氧化数，B表示阳极电解质的氧化数，t1表示所述第一变化时间，t2表示所述第二变化时间。在本实施方案中，将要评价的电解质之间具有较高氧化数的电解质的氧化数定义为阳极电解质的氧化数，将具有较低氧化数的电解质的氧化数定义为阴极电解质的氧化数。例如，使用钒离子的氧化还原液流电池具有与V3+和V4+混合的状态相对应的电解质状态。因此，阳极电解质氧化数可以设定为4，阴极电解质氧化数可以设定为3。
尽管在图2中未示出，根据本发明实施方案的用于测量氧化还原液流电池的电解质平衡水平的方法还可以包括将平均电解质氧化数与参考氧化数进行比较，并决定所述氧化还原液流电池的电解质平衡差和电解质平衡方向。参考氧化数可以由操作者任意设定。例如，当通过方程式1计算的平均电解质氧化数P为15，参考氧化数设为5，平均电解质氧化数P与参考氧化数之差为+10时，平衡评价单元16可以确定电解质平衡差为10％，并且四价电解质的量较大。此外，当通过式1计算的平均电解质氧化数P为5，参考氧化数设为10，平均电解质氧化数P与参考氧化数的差为-5时，平衡评价单元16可以确定电解质平衡差为5％，并且三价电解质的量较大。
图3-5是说明电解质溶液随时间的温度变化的曲线图，其通过根据本发明的实施方案的用于测量氧化还原液流电池中的电解质平衡的方法进行测量。
图3示出了在图2的步骤202之后测量的阴极电解质溶液随时间的温度变化曲线302和阳极电解质溶液随时间的温度变化曲线304，同时阳极电解质和阴极电解质实现平衡。
当阳极电解质的量和阴极电解质的量达到如图3所示的平衡时，两种电解质溶液随时间的温度变化率，即两条曲线的斜率以彼此相似的方式变化。因此，各个曲线的斜率的变化超过参考变化的时间，即，第一和第二变化时间t1和t2彼此相等。此时，所述氧化还原液流电池的平均电解质氧化数可以根据如下的方程式2计算。
[方程式2]
当其量彼此完全相等的氧化数为3的电解质和氧化数为4的电解质如图3所示混合时，所述氧化还原液流电池的平均电解质氧化数为3.5。因此，计算的平均电解质氧化数3.5可以设定为用于决定电解质溶液之间的平衡的参考氧化数。
图4示出了在图2的步骤202之后测量的阴极电解质溶液随时间的温度变化曲线402和阳极电解质溶液随时间的温度变化曲线404，而阳极电解质和阴极电解质没有实现平衡。
当阳极电解质的量和阴极电解质的量没有实现如图4所示的平衡时，两种电解质溶液随时间的温度变化率，即两条曲线的斜率不同地变化。因此，各曲线的斜率的变化超过参考变化的时间，即，与拐点对应的第一和第二变化时间t1和t2彼此不同。在图4中，第一变化时间t1测量为1.570，第二变化时间t2测量为1.679。此时，所述氧化还原液流电池的平均电解质氧化数可以根据如下方程式计算。
[方程式3]
在图4的状态下，所述氧化还原液流电池的平均电解质氧化数为3.517。当将平均电解质氧化数与3.5的参考氧化数比较时，发生+0.017的差。这表明电解质之间的平衡差为1.7％，符号+表示氧化数为4的阳极电解质的量大于氧化数为3的阴极电解质的量。
图5示出了在图2的步骤202之后测量的阴极电解质溶液随时间的温度变化曲线502和阳极电解质溶液随时间的温度变化曲线504，而阳极电解质和阴极电解质没有实现平衡。
当阳极电解质的量和阴极电解质的量没有实现如图5所示的平衡时，两种电解质溶液随时间的温度变化率，即两条曲线的斜率不同地变化。因此，各个曲线的斜率的变化超过参考变化的时间，即，与拐点对应的第一和第二变化时间t1和t2彼此不同。在图5中，第一变化时间t1测量为1.576，第二变化时间t2测量为1.706。此时，所述氧化还原液流电池的平均电解质氧化数可以根据如下的方程式4计算。
[方程式4]
在图5的状态下，所述氧化还原液流电池的平均电解质氧化数为3.520。当将平均电解质氧化数与3.5的参考氧化数比较时，发生+0.020的差。这表明电解质之间的平衡差为2％，符号+表示氧化数为4的阳极电解质的量大于氧化数为3的阴极电解质的量。
图6-8是说明电解质溶液随时间的温度变化的曲线图，其通过根据本发明的另一实施方案的用于测量氧化还原液流电池的电解质平衡的方法进行测量。
参考图6，在本实施方案中定义的拐点的含义可以描述如下。在本实施方案中，将电解质溶液的温度变化率随时间的变化超过预定大小，即参考变化的点定义为拐点。参考变化可以由操作者任意设置。
例如，参考基于将参考变化设置为0.5的假设的图6的点602，在时间a1的斜率1.1和在时间a2的斜率1.2之间的差为0.1。这种斜率差没有超过参考变化。因此，点602不是拐点。
类似地，参考基于假设参考变化为0.5的点602，在时间a3的斜率0.8和在时间a4的斜率-0.8之间的差为1.6。由于这种斜率差超过了参考变化，因此点604对应于拐点。
本实施方案中的电解质溶液曲线的拐点表示所述氧化还原液流电池中的氧化还原反应的条件变化的点。在图6中，基于拐点604的左侧表示放热反应，右侧表示吸热反应。
类似地，参考基于将参考变化设置为0.3的假设的图7，在基于点702的时间b1的斜率1.0和在时间b2的斜率1.1之间的差为0.1。因此，点702不是拐点。然而，由于在基于点704的时间b3的斜率1.1和在时间b4的斜率0.7之间的差为0.4，因此点704对应于拐点。
在图7中，基于拐点704的左侧表示热能的量相对大的放热反应，右侧表示热能的量相对小的吸热反应。
类似地，参考基于将参考变化设置为0.5的假设的图8，在基于点802的时间c1的斜率-1.1和在时间c2的-0.9斜率之间的差为0.2。因此，点802不是拐点。然而，由于在基于点804的时间c3的-0.7的斜率和在时间c4的斜率0.5之间的差为0.8，因此点804对应于拐点。
根据本发明的实施方案，用于测量氧化还原液流电池的电解质平衡的方法和装置可以定量地测量和评价在氧化还原液流电池中使用的阳极电解质溶液和阴极电解质溶液中包含的电解质之间的氧化数的平衡。
此外，当测量所述氧化还原液流电池的电解质溶液中包含的电解质之间的平衡时，该方法和装置可以更容易地通过原位法来评价平衡，而不是其中分别地提取电解质溶液并通过附加装置进行评价的离位法。
此外，由于不会发生由于电解质溶液的提取或电解质溶液与空气之间的接触而导致的氧化，因此该方法和装置可以精确地测量电解质的氧化数。
此外，该方法和装置可以以较低的成本测量氧化还原液流电池的电解质平衡，而无需昂贵的OCV监测装置或合适的设备。
虽然上面已经描述了各种实施方案，但是本领域技术人员将理解，所描述的实施方案仅仅是示例性的。因此，不应基于所描述的实施方案来限制本文所描述的公开内容。

Claims (8)

1.一种用于测量氧化还原液流电池的电解质溶液中所含的电解质之间的平衡的方法，其包括：
通过向电池组施加电流对所述氧化还原液流电池充电；
在所述氧化还原液流电池充电的同时，测量阳极电解质溶液和阴极电解质溶液的温度；
计算所述阳极电解质溶液随时间的温度变化率和所述阴极电解质溶液随时间的温度变化率；
决定对应于所述阳极电解质溶液随时间的温度变化率的拐点的第一变化时间和对应于所述阴极电解质溶液随时间的温度变化率的拐点的第二变化时间；和
使用所述第一变化时间、所述第二变化时间、阳极电解质的氧化数和阴极电解质的氧化数计算所述氧化还原液流电池的平均电解质氧化数；
其中所述氧化还原液流电池的平均电解质氧化数通过方程式1计算：
[方程式1]
其中P表示平均电解质氧化数，A表示阴极电解质的氧化数，B表示阳极电解质的氧化数，t1表示所述第一变化时间，t2表示所述第二变化时间。
2.权利要求1所述的方法，进一步包含：
调节阳极电解质溶液中所含的阳极电解质与阴极电解质溶液中所含的阴极电解质之间的氧化平衡；
测量所述电池组的开路电压(OCV)；和
比较开路电压与参考电压以便决定是否向所述电池组施加电流。
3.权利要求1所述的方法，其中所述氧化还原液流电池的充电包含根据时间向所述电池组施加预定大小的电流。
4.权利要求1所述的方法，进一步包含将平均电解质氧化数与参考氧化数进行比较，并决定所述氧化还原液流电池的电解质平衡差和电解质平衡方向。
5.一种用于测量氧化还原液流电池的电解质溶液中所含的电解质之间的平衡的装置，其包括：
充电控制单元，其配置为通过向电池组施加电流对所述氧化还原液流电池充电；
温度测量单元，其配置为在所述氧化还原液流电池充电的同时测量阳极电解质溶液和阴极电解质溶液的温度；
平衡评价单元，其配置为计算所述阳极电解质溶液随时间的温度变化率和所述阴极电解质溶液随时间的温度变化率，决定对应于所述阳极电解质溶液随时间的温度变化率的拐点的第一变化时间和对应于所述阴极电解质溶液随时间的温度变化率的拐点的第二变化时间，和使用所述第一变化时间、所述第二变化时间、阳极电解质的氧化数和阴极电解质的氧化数计算所述氧化还原液流电池的平均电解质氧化数；
其中所述氧化还原液流电池的平均电解质氧化数通过方程式1计算：
[方程式1]
其中P表示平均电解质氧化数，A表示阴极电解质的氧化数，B表示阳极电解质的氧化数，t1表示所述第一变化时间，t2表示所述第二变化时间。
6.权利要求5所述的装置，其中所述充电控制单元调节阳极电解质溶液中所含的阳极电解质与阴极电解质溶液中所含的阴极电解质之间的氧化数平衡，测量所述电池组的开路电压，并比较开路电压与参考电压以便决定是否向所述电池组施加电流。
7.权利要求5所述的装置，其中所述充电控制单元根据时间向所述电池组施加预定大小的电流。
8.权利要求5所述的装置，其中所述平衡评价单元将平均电解质氧化数与参考氧化数进行比较，并决定所述氧化还原液流电池的电解质平衡差和电解质平衡方向。
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