CN111710889A - 电解液储罐及液流电池储能系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电解液储罐及液流电池储能系统，电解液储罐包括罐体及若干功能管口，所述罐体的顶面设有开孔，所述罐体的侧面及底面均未设置开孔，所述功能管口插设于所述开孔，所述功能管口用于连通所述罐体的内部。本发明通过在罐体的顶面设置开孔、罐体的其他侧面不设置开孔，从而将功能管口集中在罐体的顶面，进而有效地降低了罐体的复杂性，也能够提高罐体的完整性，能够提高罐体的强度。通过将开孔设置在顶面，能够有效地减少正极电解液或负极电解液对功能管口的腐蚀性，从而能够减少电解液储罐泄漏的风险，能够提高电解液储罐的可靠性及安全性。

Description

电解液储罐及液流电池储能系统

技术领域

本发明涉及液流电池领域，特别涉及一种电解液储罐及液流电池储能系统。

背景技术

全钒液流电池是一种技术较为年轻的新型储能电池，特别适用于大容量储能的应用场合，其基本原理为：将具有不同价态的钒离子溶液(正极VO2+/VO2+、负极V2+/V3+)分别储存正极电解液和负极电解液的电解液储罐中，通过外接泵单独向电池模块提供正极电解液和负极电解液，正极电解液和负极电解液在电池模块的内部由隔膜隔开，正极电解液和负极电解液在发生氧化还原反应后，各自返回电解液储罐，如此往复循环，完成电能与化学能的相互转换。

全钒液流电池的电解液通常包括正极电解液或负极电解液，正极电解液和负极电解液均是一种具有腐蚀性，且价格昂贵的介质。为了满足液流电池储能系统的正常运行，电解液储罐需要设置各类的功能管口。除此之外，电解液储罐还需尽可能地避免电解液泄漏的风险，从而提高电池储能系统的安全和可靠性。

目前，各类功能管口通常需要设置在电解液储罐的多个侧面，如此以来，则会出现以下不足：第一，由于各类功能管口通常需要设置在电解液储罐的多个侧面，则需要在电解液储罐的罐体多个侧面开孔，从而才能安装相应的功能管口。为了满足罐体的强度要求，则需要对罐体做出相应的补强，增加了罐体的制造成本。第二，由于各类功能管口通常需要设置在电解液储罐的多个侧面，则直接导致电解液储罐的结构相对较为复杂，从而增加了电解液储罐的制造难度，进而提高了电解液储罐的制造成本。第三，部分功能管口可能会位于电解液储罐内的液面以下，由于正极电解液和负极电解液均具有腐蚀性，则该部分功能管口极易被电解液腐蚀，从而增加了电解液储罐泄漏的风险，不利于提高电液流电池储能系统的安全性及稳定性。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中各功能管口设置在电解液储罐的多个侧面，从而导致电解液储罐结构复杂的上述缺陷，提供一种电解液储罐及液流电池储能系统。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

一种电解液储罐，其包括罐体及功能管口，其特点在于，所述罐体的顶面设有开孔，所述罐体的侧面及底面均未设置开孔，所述功能管口插设于所述开孔，所述功能管口用于连通所述罐体的内部。

在本方案中，通过在罐体的顶面设置开孔、罐体的其他侧面不设置开孔，从而将功能管口集中在罐体的顶面，进而有效地降低了罐体的复杂性，也能够提高罐体的完整性，能够提高罐体的强度。通过将开孔设置在顶面，能够有效地减少正极电解液或负极电解液对功能管口的腐蚀性，从而能够减少电解液储罐泄漏的风险，能够提高电解液储罐的可靠性及安全性。

较佳地，所述电解液储罐还包括连接件，所述电解液储罐还包括连接件，所述连接件可拆卸地连接于所述开孔，且所述连接件能够密封所述开孔，所述连接件上设有若干连接孔，所述功能管口分别连接于所述连接孔，所述功能管口均通过所述连接件与所述罐体相连通。

在本方案中，通过设置连接件，并将功能管口全部设置在连接件上，再将连接件可拆卸地安装于罐体的开孔，从而能够将连接件及功能管口作为标准化部件，再将该标准化部件安装至不同大小或形状的罐体上，进而能够提高电解液储罐的标准化程度，也能够提高电解液储罐的生产效率，降低电解液储罐的制造成本。

较佳地，若干所述功能管口包括：出液管口、回液管口及注排液管口，所述出液管口用于连通出液管，所述出液管用于输出所述罐体内的电解液；所述回液管口用于连通回液管，所述回液管用于电解液回流至所述罐体；所述注排液管口用于连通注排液管。

在本方案中，通过将功能管口设计为包括出液管口、回液管口及注排液管口，从而能够简单地将电解液注入电解液储罐，也能够实现电解液的循环流动。

较佳地，位于所述罐体内的所述出液管延伸至所述罐体的内底面。

在本方案中，将出液管延伸至罐体的内底面，从而位于罐体底部的电解液能够顺利地进入出液管，从而能够避免罐体底部的电解液不能被有效地利用，能够提高电解液的利用率。

较佳地，位于所述罐体内的所述注排液管延伸至所述罐体的内底面。

在本方案中，当注排液管用于排出罐体内的电解液时，延伸至内底面的注排液管能够有效地排出罐体内底部的电解液，避免电解液滞留在罐体内。

较佳地，若干所述功能管口还包括：温度管口、液位管口的一种或多种，所述温度管口用于安装温度测量装置，所述温度测量装置用于检测所述电解液的温度；所述液位管口用于安装液位计，所述液位计用于测量所述罐体内的电解液的液位。

在本方案中，利用温度管口安装温度测量装置，从而能够有效地监控罐体内的电解液的温度，避免罐体内的电解液的温度过高或过低。利用液位管口安装液位计，从而能够有效地监控罐体内的电解液的液位，避免罐体内的电解液的液位过高或过低。

较佳地，若干所述功能管口还包括排气管口，所述排气管口用于安装呼吸阀，所述呼吸阀用于调整所述罐体内的压力。

在本方案中，利用排气管口安装呼吸阀，能够保证罐体内的压力处于预设值范围内，从而能够避免罐体内的压力过高或过低造成电解液泄漏。作为一种实施方式，预设压力值可以为5kPa。

较佳地，若干所述功能管口还包括气相平衡管口，所述气相平衡管口用于连通管道的一端，所述管道的另一端用于连通另一所述电解液储罐。

在本方案中，利用气相平衡管口连通两个电解液储罐，从而实现两个电解液储罐内气相压力平衡。

较佳地，所述连接件为连接板，若干所述连接孔均开设于所述连接板，若干所述功能管口均通过所述连接板与所述罐体相连通。

在本方案中，将连接件设计为连接板，进一步简化了连接件的结构形式，有利于提高连接件的标准化程度，降低连接件的制造难度，提高连接件的生产效率。

一种液流电池储能系统，其特点在于，其包括如上所述的电解液储罐。

在本方案中，通过将液流电池储能系统设计为包括电解液储罐，从而能够有效地简化液流电池储能系统的设计形式，能够提高液流电池储能系统可靠性及安全性。

在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。

本发明的积极进步效果在于：

本发明通过在罐体的顶面设置开孔、罐体的其他侧面不设置开孔，从而将功能管口集中在罐体的顶面，进而有效地降低了罐体的复杂性，也能够提高罐体的完整性，能够提高罐体的强度。通过将开孔设置在顶面，能够有效地减少正极电解液或负极电解液对功能管口的腐蚀性，从而能够减少电解液储罐泄漏的风险，能够提高电解液储罐的可靠性及安全性。

附图说明

图1为本发明较佳实施例电解液储罐的立体结构示意图。

图2为本发明较佳实施例电解液储罐的俯视的结构示意图。

附图标记说明：

电解液储罐100

罐体11

开孔12

顶面13

连接件14

连接孔15

功能管口20

出液管口21

出液管211

回液管口22

注排液管口23

注排液管231

温度管口24

液位管口25

排气管口26

气相平衡管口27

具体实施方式

下面通过实施例的方式并结合附图来更清楚完整地说明本发明，但并不因此将本发明限制在实施例的范围之中。

如图1-图2，本实施例为一种电解液储罐100，其包括罐体11及功能管口20，罐体11的顶面13设有开孔12，罐体11的侧面及底面均未设置开孔12，功能管口20插设于开孔12，功能管口20用于连通罐体11的内部。本实施例通过在罐体11的顶面13设置开孔12、罐体11的其他侧面不设置开孔12，从而将功能管口20集中在罐体11的顶面13，进而有效地降低了罐体11的复杂性，也能够提高罐体11的完整性，能够提高罐体11的强度。通过将开孔12设置在顶面13，能够有效地减少正极电解液或负极电解液对功能管口20的腐蚀性，从而能够减少电解液储罐100泄漏的风险，能够提高电解液储罐100的可靠性及安全性。

如图1，本实施例的罐体11的形状为正方体，在其他实施例中，罐体11的形状也可以为长方体、圆柱体、球体、椭球体中的一种。罐体11的材质为聚乙烯或聚丙烯中的一种。

为了提高电解液储罐100的标准化程度，电解液储罐100还包括连接件14，连接件14可拆卸地连接于开孔12，且连接件14能够密封开孔12，连接件14上设有若干连接孔15，功能管口20分别连接于连接孔15，功能管口20均通过连接件14与罐体11相连通。本实施例通过设置连接件14，并将功能管口20全部设置在连接件14上，再将连接件14可拆卸地安装于罐体11的顶面13，从而能够将连接件14及功能管口20作为标准化部件，再将该标准化部件安装至不同大小或形状的罐体11上，进而能够提高电解液储罐100的标准化程度，也能够提高电解液储罐100的生产效率，降低电解液储罐100的制造成本。

如图1及图2所示，连接件14为连接板，若干连接孔15均开设于连接板，若干功能管口20均通过连接板与罐体11相连通。本实施例将连接件14设计为连接板，进一步简化了连接件14的结构形式，有利于提高连接件14的标准化程度，降低连接件14的制造难度，提高连接件14的生产效率。在本实施例中，连接板为圆形，在其他实施例中，连接板也可以为矩形、正多边形、椭圆形等。本实施例的圆形的连接板的外侧面设有外螺纹，开孔12的内侧面设有内螺纹，该连接板通过螺纹连接于罐体11。在其他实施例中，连接板还可以设置螺栓孔，也可以通过螺栓孔将连接板安装至罐体11。如图2所示，若干功能管口20可以呈“十”字形布置于罐体11的顶面13，在其他实施例中，若干功能管口20也可以呈“一”字形或环形布置于罐体11的顶面13。

作为一种实施方式，电解液储罐100的顶面13开孔12可以设计为人孔，连接板还可以设计为人孔的盖板，该连接板可拆卸地连接于电解液储罐100的顶面13，同时可作为电解液储罐100维修的人孔，维修人员可以通过该人孔进出电解液储罐100。

如图2所示，若干功能管口20包括：出液管口21、回液管口22及注排液管口23，出液管口21用于连通出液管211，出液管211用于输出罐体11内的电解液；回液管口22用于连通回液管，回液管用于电解液回流至罐体11；注排液管口23用于连通注排液管231。本实施例通过将功能管口20设计为包括出液管口21、回液管口22及注排液管口23，从而能够简单地将电解液注入电解液储罐100，也能够实现电解液的循环流动。出液管口21可通过管道外接自吸泵、隔膜泵，从而向电池供给电解液。自电池返回的电解液经该回液管口22返回电解液储罐100。如图1所示，注排液管231直通电解液储罐100的底部，电解液储罐100初次运行前，可通过注排液管231向电解液储罐100注入电解液。当电解液储罐100需要维修时，也可以通过注排液管231向外排出电解液。当电解液储罐100内的电解液需要采用惰性气体密封时，亦可通过该注排液管231向电解液储罐100内注入惰性气体，从而实现电解液与空气的隔离。

若干功能管口20还包括：温度管口24、液位管口25的一种或多种，温度管口24用于安装温度测量装置，温度测量装置用于检测电解液的温度；液位管口25用于安装液位计，液位计用于测量罐体11内的电解液的液位。本实施例利用温度管口24安装温度测量装置，从而能够有效地监控罐体11内的电解液的温度，避免罐体11内的电解液的温度过高或过低。利用液位管口25安装液位计，从而能够有效地监控罐体11内的电解液的液位，避免罐体11内的电解液的液位过高或过低。温度测量装置可以为插入式温度探头或投入式温度探头，两者均可用于监测电解液的温度。液位计可以为非接触式液位计，比如超声波液位计。

若干功能管口20还包括排气管口26，排气管口26用于安装呼吸阀，呼吸阀用于调整罐体11内的压力。本实施例利用排气管口26安装呼吸阀，能够保证罐体11内的压力处于预设压力值范围内，从而能够避免罐体11内的压力过高或过低造成电解液泄漏。作为一种实施方式，预设压力值可以为5kPa。在其他实施例中，预设压力值也可以为其他值，比如10kPa、20kPa等等。

若干功能管口20还包括气相平衡管口27，气相平衡管口27用于连通管道的一端，管道的另一端用于连通另一电解液储罐100。本实施例利用气相平衡管口27连通两个电解液储罐100，从而实现两个电解液储罐100内气相压力平衡。

如图2所示，位于罐体11内的出液管211延伸至罐体11的内底面。本实施例将出液管211延伸至罐体11的内底面，从而位于罐体11底部的电解液能够顺利地进入出液管211，进而能够提高电解液的利用率，能够避免罐体11底部的电解液不能被有效地利用。在图2中，位于罐体11内的注排液管231延伸至罐体11的内底面。本实施例当注排液管231用于排出罐体11内的电解液时，延伸至内底面的注排液管231能够有效地排出罐体11内底部的电解液，避免电解液滞留在罐体11内。

本实施例的电解液储罐100，综合考虑液流电池储能系统的运行需求，全面设计各种功能管口20；为规避电解液泄漏风险，在电解液储液罐的液面以下不设开孔12，而将各种功能管口20布置在电解液储罐100的顶面13。同时将各种功能管口20集中布置于一连接板上，该连接板可通过螺栓或螺纹方式安装于电解液储罐100的顶面13，对于不同大小、形状的电解液储罐100均可适用。本实施例提高了电解液储罐100的标准化程度和生产效率。当电解液储罐100采用滚塑一体成型时，本实施例更有利于滚塑开模，能够进一步降低批量化生产的成本。

本实施例的电解液储罐100的各类功能管口20齐全，可以满足液流电池储能系统的运行和维护的需求。电解液储罐100的各类功能管口20通过一连接件14集中布置，容易实现罐体11的开模生产，能够大幅度提高罐体11的生产效率，降低电解液储罐100的成本。电解液储罐100的各类功能管口20均布置于罐体11的顶面13，并且电解液储罐100的液面以下均不开孔12，消除了电解液从开孔12的连接处泄漏的风险，提高了安全性，也能够进一步规避电解液漏液的风险。

本实施例还可以为一种液流电池储能系统，其包括如上的电解液储罐100。本实施例通过将液流电池储能系统设计为包括电解液储罐100，从而能够有效地简化液流电池储能系统的设计形式，能够提高液流电池储能系统可靠性及安全性。

作为一种具体的实施方式，液流电池储能系统可以为50kW/300kWh，该液流电池储能系统配备1对电解液储罐100，罐体11为正方体，罐体11的材质为PP，罐体11的尺寸为2000×2000×2000，单位mm。罐体11的最大容积为8立方米。电解液储罐100的连接板为圆板，圆板的直径可以为800mm，连接板上布置各类功能管口20，具体可以包括：DN40出液管口21、DN40回液管口22、DN25温度管口24、DN25液位管口25、DN25排气管口26、DN25气相平衡口、DN40注排液口。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种电解液储罐，其包括罐体及功能管口，其特征在于，所述罐体的顶面设有开孔，所述罐体的侧面及底面均未设置开孔，所述功能管口插设于所述开孔，所述功能管口用于连通所述罐体的内部。

2.如权利要求1所述的电解液储罐，其特征在于，所述电解液储罐还包括连接件，所述连接件可拆卸地连接于所述开孔，且所述连接件能够密封所述开孔，所述连接件上设有若干连接孔，所述功能管口分别连接于所述连接孔，所述功能管口均通过所述连接件与所述罐体相连通。

3.如权利要求1所述的电解液储罐，其特征在于，若干所述功能管口包括：

出液管口，所述出液管口用于连通出液管，所述出液管用于输出所述罐体内的电解液；

回液管口，所述回液管口用于连通回液管，所述回液管用于电解液回流至所述罐体；

注排液管口，所述注排液管口用于连通注排液管。

4.如权利要求3所述的电解液储罐，其特征在于，位于所述罐体内的所述出液管延伸至所述罐体的内底面。

5.如权利要求3所述的电解液储罐，其特征在于，位于所述罐体内的所述注排液管延伸至所述罐体的内底面。

6.如权利要求1所述的电解液储罐，其特征在于，若干所述功能管口还包括：

温度管口，所述温度管口用于安装温度测量装置，所述温度测量装置用于检测所述电解液的温度；

和/或，液位管口，所述液位管口用于安装液位计，所述液位计用于测量所述罐体内的电解液的液位。

7.如权利要求1所述的电解液储罐，其特征在于，若干所述功能管口还包括排气管口，所述排气管口用于安装呼吸阀，所述呼吸阀用于调整所述罐体内的压力。

8.如权利要求1所述的电解液储罐，其特征在于，若干所述功能管口还包括气相平衡管口，所述气相平衡管口用于连通管道的一端，所述管道的另一端用于连通另一所述电解液储罐。

9.如权利要求2所述的电解液储罐，其特征在于，所述连接件为连接板，若干所述连接孔均开设于所述连接板，若干所述功能管口均通过所述连接板与所述罐体相连通。

10.一种液流电池储能系统，其特征在于，其包括如权利要求1-9中任意一项所述的电解液储罐。

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