CN112909301A - 一种液流电池及其充电再生循环系统 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种液流电池及其充电再生循环系统。通过在外部设置第一活性物质输入输出单元和第二活性物质输出单元，当电池单元放电时第一活性物质输入输出单元可以持续地向第一反应室提供第一活性物质，第二活性物质输入输出单元可以持续地向第二反应室提供第二活性物质，使得第一活性物质持续进入第一反应室内发生氧化反应(或者还原反应)，第二活性物质持续进入第二反应室内发生还原反应(或者氧化反应)，外电路持续获得电子流过，从而电池单元能够持续向用电负载提供电能，由此，从外部持续地向电池单元提供第一活性物质和第二活性物质，可以提高活性物质的能量密度，加快电池的再生速度，且电池结构简单，实现成本也比较低。
Description
技术领域
本发明实施例涉及电池技术领域，尤其涉及一种液流电池及其充电再生循环系统。
背景技术
现有技术中，典型的化学电池技术路线有酸蓄电池、碱蓄电池、锂离子电池、金属空气电池、燃料电池和液流电池等，其根本原理都是相同的。通常，包括四个基本要素，负极活性物质、正极活性物质、电解质和隔膜。在电池放电过程中，负极活性物质发生氧化反应，释放电子；正极活性物质发生还原反应，接受电子；电子通过外电路从负极迁移至正极；在负极和正极的氧化反应和还原反应中，除了电子的释放和接收外，还会在负极产生带正电荷的阳离子或在正极产生带负电荷的阴离子；电解质介于负极活性物质与正极活性物质之间，在二者之间作为离子向对方迁移的载体；隔膜介于负极活性物质与正极活性物质之间，防止二者直接发生反应；离子在负极和正极之间的电场力作用下可以穿过电解质和隔膜，但电子不能；部分应用中，电解质与隔膜可以合二为一。
由于负极和正极发生的氧化和还原反应，各自产生的电势不一样，在负极和正极之间就产生了电势差，即电压。只要负极和正极有活性物质存在，在外电路上即可持续发生电子流动，产生电流，实现电池向外输出电流，化学能转化为电能。二次电池的充电过程则相反，在外电势作用下，离子和电子各自沿上述放电时的路径逆向还原，形成完整的电池系统放电-充电再循环过程。
然而，这些化学电池技术路线，存在不同程度的不足，例如：能量密度不够高、充电速度不够快、结构复杂、成本高、循环寿命短、回收处理污染大等不足，作为电动汽车等移动设备的动力电池时，存在续航里程短、充电时间长、购买成本高等缺点。
发明内容
本发明提供一种液流电池及其充电再生循环系统，该液流电池能量密度高、充放电速度快、安全、结构简单且成本低廉。
第一方面，本发明实施例提供了一种液流电池，该液流电池包括：第一活性物质输入输出单元、第二活性物质输入输出单元、反应物存储单元、以及至少一个电池单元，其中，所述电池单元包括第一反应室、第二反应室、第一集电板、第二集电板、以及连接在所述第一反应室和所述第二反应室之间的离子通道，其中，所述第一集电板与所述第一反应室电连接，所述第二集电板与所述第二反应室电连接；所述第一活性物质输入输出单元与所述第一反应室连通，所述第二活性物质输入输出单元与所述第二反应室连通；
所述第一活性物质输入输出单元用于在所述电池单元放电时向所述第一反应室提供第一活性物质；所述第二活性物质输入输出单元用于在所述电池单元放电时向所述第二反应室提供第二活性物质；其中，所述第一集电板和所述第二集电板中的一者为正极，另一者为负极；所述第一反应室中的所述第一活性物质根据所述第一集电板的极性发生第一反应，所述第二反应室中的所述第二活性物质根据所述第二集电板的极性发生第二反应，其中所述第一反应和所述第二反应中的一者为氧化反应，另一者为还原反应；
所述反应物存储单元用于储存所述电池单元放电时产生的产物。
第二方面，本发明实施例还提供了一种充电再生循环系统，该充电再生循环系统包括如第一方面所述的液流电池，还包括换液装置，所述换液装置包括第一存储罐、第二存储罐、电解单元、反应物存储罐、第一充液泵、反应物吸液泵和换液枪，其中，所述第一存储罐与所述电解单元连接，所述第一充液泵设置在连接所述第一存储罐和所述换液枪之间的第六管路中，所述第二存储罐与所述电解单元连接，所述反应物存储罐与所述电解单元连接，所述反应物吸液泵设置在连接所述反应物存储罐和所述换液枪之间的第七管路中，所述换液枪分别与所述第一活性物质输入输出单元和所述反应物存储单元连接；其中，所述反应物吸液泵用于将所述反应物存储单元存储的反应物通过所述换液枪输送到所述反应物存储罐中；
所述电解单元用于将所述反应物存储罐中的反应物电解成第一活性物质和第二活性物质，并分别输出到所述第一存储罐和所述第二存储罐中；所述第一充液泵用于将所述第一存储罐中存储的第一活性物质通过所述换液枪输送到所述第一活性物质输入输出单元中。
本发明提供一种液流电池及其充电再生循环系统，通过在电池单元外部设置第一活性物质输入输出单元、第二输入输出单元以及反应物存储单元，其中，电池单元包括第一反应室、第二反应室、第一集电板、第二集电板、以及连接在第一反应室和第二反应室之间的离子通道，第一活性物质输入输出单元用于在电池单元放电时向第一反应室提供第一活性物质；第二活性物质输入输出单元用于在电池单元放电时向第二反应室提供第二活性物质，第一反应室中的第一活性物质根据第一集电板的极性发生氧化反应(或者还原反应)，第二反应室中的第二活性物质根据第二集电板的极性发生还原反应(氧化反应)，反应物存储单元用于储存电池单元放电时产生的产物。由此可知，该液流电池通过在外部设置第一活性物质输入输出单元和第二活性物质输出单元，当电池单元放电时第一活性物质输入输出单元可以持续地向第一反应室提供第一活性物质，在电池单元放电时第二活性物质输入输出单元可以持续地向第二反应室提供第二活性物质，使得第一活性物质持续进入第一反应室内发生氧化反应(或者还原反应)，第二活性物质持续进入第二反应室内发生还原反应(或者氧化反应)，外电路持续获得电子流过，从而电池单元能够持续向用电负载提供电能，由此，从外部持续地向电池单元提供第一活性物质和第二活性物质，可以提高活性物质的能量密度，加快电池的再生速度，且电池单元发生氧化还原反应的反应物可以存储到反应物存储单元中待开发或重复利用，能够避免能源浪费，且电池结构简单，实现成本也比较低。
附图说明
图1是本发明实施例一中的一种液流电池的结构示意图；
图2是本发明实施例二中的一种液流电池的结构示意图；
图3是本发明实施例三中的一种液流电池的结构示意图；
图4是本发明实施例四中的一种液流电池的结构示意图；
图5是本发明实施例五中的一种液流电池的充电再生循环系统的结构示意图；
图6是本发明实施例六中的一种液流电池的充电再生循环系统的结构示意图；
图7是本发明实施例七中的一种液流电池的充电再生循环系统的结构示意图；
图8是本发明实施例八中的一种液流电池的充电再生循环系统的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
实施例一
图1为本发明实施例一中提供的一种液流电池的结构示意图，参考图1，该液流电池100包括：第一活性物质输入输出单元110、第二活性物质输入输出单元120、反应物存储单元130、以及至少一个电池单元101，其中，电池单元包括第一反应室7、第二反应室13、第一集电板8、第二集电板12、以及连接在第一反应室7和第二反应室13之间的离子通道10，其中，第一集电板8与第一反应室7电连接，第二集电板12与第二反应室13电连接；第一活性物质输入输出单元110与第一反应室7连通，第二活性物质输入输出单元120与第二反应室13连通；
第一活性物质输入输出单元110用于在电池单元101放电时向第一反应室7提供第一活性物质3；第二活性物质输入输出单元120用于在电池单元101放电时向第二反应室13提供第二活性物质；其中，第一集电板8和第二集电板12中的一者为正极，另一者为负极；第一反应室7中的第一活性物质3根据第一集电板8的极性发生第一反应，第二反应室13中的第二活性物质17根据第二集电板12的极性发生第二反应，其中第一反应和第二反应中的一者为氧化反应，另一者为还原反应；反应物存储单元130用于储存电池单元101放电时产生的产物。
可选地，第一活性物质3可以为金属锂，还可以为其它活泼金属元素，例如，锌Zn、钠Na、铝Al、镁Mg等，还可以为含金属元素的化合物，例如锂碳化合物LiC6、锂硅化合物Li22Si5等。第二活性物质可以为大气中的单质气体，例如氧气，还可以为其它物质，例如单质硫S等。
其中，第一集电板8和第二集电板12中的一者为正极，另一者为负极，例如，假设第一集电板8为负极，第二集电板12为正极时，第一反应室7中的第一活性物质3发生氧化反应，第二反应室13中的第二活性物质17发生还原反应；反之，假设第一集电板8为正极，第二集电板12为负极时，第一反应室7中的第一活性物质3发生还原反应，第二反应室13中的第二活性物质17发生氧化反应。
其中，第一集电板8和第二集电板12为多孔结构。由于液流电池放电时，第一活性物质3向第一集电板8(假设第一集电板8为负极时)释放电子6，第一集电板8获得的电子6经过外电路9和用电负载11流向第二集电板12，实现电池放电为用电负载供电，因此，将集电板设置为多空结构，可以增大电子与集电板的接触面积，提高电子在外电路9的流动密度，从而有利于提高液流电池的充放电速度。
其中，参考图1，反应物存储单元130与第二反应室13连接，此时，离子在离子通道10中的流向为，从第一反应室7流向第二反应室13。此外，反应物存储单元130还可设置为与第一反应室7连接，此时，离子在离子通道10中的流向为从第二反应室13到第一反应室7。
在本实施例的技术方案中，以第一集电板8为负极，第二集电板12为正极为例进行说明，该液流电池的放电过程为：参考图1，第一活性物质输入输出单元110向第一反应室7输送第一活性物质3，第一活性物质3在第一反应室中发生氧化反应，即第一活性物质3向第一集电板释放电子6，失去电子后的第一活性物质成为带正电荷的离子5，带正电荷的离子5可通过离子通道10进入第二反应室13，第一集电板8获得的电子6经过外电路9和用电负载11流向第二集电板12；第二活性物质输入输出单元120向第二反应室13输送第二活性物质17，第二活性物质17在第二反应室13中发生还原反应，即带正电荷的离子5与第二活性物质17和第二集电板12上的电子6共同发生还原反应，生成反应物14，反应物14流入到反应物存储单元130中进行存储。随着第一活性物质输入输出单元110持续向第一反应室7输送第一活性物质3，第二活性物质输入输出单元120持续向第二反应室13输送第二活性物质17，第一活性物质3持续进入第一反应室7内发生氧化反应，第二活性物质17持续进入第二反应室13内发生还原反应，外电路9持续获得电子6流过，从而电池单元101能够持续向用电负载11输出电能，由此可以实现液流电池持续向用电负载供电。
本实施例的技术方案，提供一种液流电池，通过在外部设置第一活性物质输入输出单元和第二活性物质输出单元，当电池单元放电时第一活性物质输入输出单元可以持续地向第一反应室提供第一活性物质，在电池单元放电时第二活性物质输入输出单元可以持续地向第二反应室提供第二活性物质，使得第一活性物质持续进入第一反应室内发生氧化反应(或者还原反应)，第二活性物质持续进入第二反应室内发生还原反应(或者氧化反应)，外电路持续获得电子流过，从而电池单元能够持续向用电负载提供电能，由此，从外部持续地向电池单元提供第一活性物质和第二活性物质，可以提高活性物质的能量密度，加快电池的再生速度，且电池单元发生氧化还原反应的反应物可以存储到反应物存储单元中待开发或重复利用，能够避免能源浪费，且电池结构简单，实现成本也比较低。
实施例二
图2是本发明实施例二中提供的一种液流电池的结构示意图。在上述实施例一的基础上，可选地，参考图2，第一活性物质输入输出单元110包括：第一溶液箱1、第一载体2、第一活性物质3和第一输送泵4，其中，第一载体2和第一活性物质3混合形成液流形态的第一溶液31存储于第一溶液箱1中；第一输送泵4设置于连接第一反应室7与第一溶液箱1的第一管路L1中，第一输送泵4用于将第一溶液31输送至第一反应室7。
其中，第一载体2和第一活性物质3混合形成液流形态的第一溶液31存储于第一溶液箱1中，第一输送泵4用于将第一溶液31输送至第一反应室7，通过第一输送泵4将第一活性物质输送到第一反应室7。
其中，第一活性物质3可以为金属锂，则第一载体2为含锂有机电解液。
可选地，继续参考图2，第二活性物质输入输出单元120包括第二活性物质17和第二输送泵16，第二输送泵16设置在用于向第二反应室13输送第二活性物质17的第二管路L2中，第二输送泵16用于将第二活性物质17输送至第二反应室13。
可选地，继续参考图2，反应物存储单元130包括反应物溶液箱15，反应物溶液箱15与电池单元101连接，用于储存电池单元101放电时产生的产物。
其中，反应物溶液箱15可通过管路与电池单元101连接。将电池单元101放电时产生的产物存于反应物溶液箱中留作备用，例如，待重复利用，可以避免能源浪费，提高环保。
在本实施例的技术方案中，以第一集电板8为负极，第二集电板12为正极为例进行说明，该液流电池的放电过程为：参考图2，第一溶液31通过第一输送泵4，从第一溶液箱1输送到第一反应室7，第二活性物质17通过第二输送泵输送到第二反应室13。第一活性物质3在第一反应室中发生氧化反应，即第一活性物质3向第一集电板8释放电子6，失去电子后的第一活性物质成为带正电荷的离子5，带正电荷的离子5留存于第一载体2溶液中，第一集电板8获得的电子6经过外电路9和用电负载11流向第二集电板12，带正电荷的离子5随同第一载体2溶液一起可通过离子通道10进入第二反应室13；第二活性物质17在第二反应室13中发生还原反应，即带正电荷的离子5与第二活性物质17和第二集电板12上的电子6共同发生还原反应，生成反应物14，反应物14随同第一载体2溶液一起流入到反应物存储单元130中进行存储。随着第一输送泵4持续向第一反应室7输送第一溶液31，第二输送泵16持续向第二反应室13输送第二活性物质17，第一活性物质3持续进入第一反应室7内发生氧化反应，第二活性物质17持续进入第二反应室13内发生还原反应，外电路9持续获得电子6流过，从而电池单元101能够持续向用电负载11输出电能，由此可以实现液流电池持续向用电负载供电。
在本实施例的技术方案中，第二活性物质17可以为大气中的氧气，第一活性物质3可以为金属锂，则第一活性物质3与第二活性物质17共同构成“锂-氧”液流电池，或称为“锂-氧”空气电池。此时，液流电池放电时的化学反应式为：
第一反应室(第一集电板为负极时)：Li＝Li++e-
第二反应室(第二集电板为正极时)：O2+2Li++2e-＝Li2O2
电池总体反应：2Li+O2＝Li2O2
此外，为了进一步提高液流电池的能量密度，可以提高第一活性物质3在第一载体2中的配比浓度，当浓度过高时，第一活性物质3可能在第一载体2溶液中成团或沉淀造成浓度不均衡，此时可在第一溶液箱1中增加搅拌或摇晃装置，以保持第一活性物质3在第一载体2溶液中的浓度均衡。
实施例三
图3是本发明实施例三中提供的一种液流电池的结构示意图。在上述实施例的基础上，可选地，参考图3，第二活性物质输入输出单元120还包括第二溶液箱19和第二载体18，第二管路L2连接第二反应室13和第二溶液箱19，第二载体18和第二活性物质17混合形成液流形态的第二溶液32存储于第二溶液箱19中，第二输送泵16用于将第二溶液32输送至第二反应室13。
在本实施例的技术方案中，以第一集电板8为正极，第二集电板12为负极为例进行说明，该液流电池的放电过程为：参考图3，第一溶液31通过第一输送泵4，从第一溶液箱1输送到第一反应室7，第二活性物质17通过第二输送泵输送到第二反应室13。第一活性物质3在第一反应室中发生还原反应，即第一活性物质3从第一集电板8获得电子6，获得电子后的第一活性物质成为带负电荷的离子5，带负电荷的离子5留存于第一载体2溶液中，第一集电板8处的电子6是经过外电路9和用电负载11从第二集电板12获得的，带负电荷的离子5随同第一载体2溶液一起可通过离子通道10进入第二反应室13；第二活性物质17在第二反应室13中发生氧化反应，即第二活性物质17向第二集电板12释放电子6，并与带负电荷的离子5共同发生氧化反应，生成反应物14，反应物14随同第一载体2溶液一起流入到反应物存储单元130中进行存储。随着第一输送泵4持续向第一反应室7输送第一溶液31，第二输送泵16持续向第二反应室13输送第二溶液32，第一活性物质3持续进入第一反应室7内发生还原反应，第二活性物质17持续进入第二反应室13内发生氧化反应，外电路9持续获得电子6流过，从而电池单元101能够持续向用电负载11输出电能，由此可以实现液流电池持续向用电负载供电。
在本实施例的技术方案中，第一活性物质3可以为大气中的氧气，第二活性物质17可以为金属镁，第一载体2和第二载体18同为水体系电解液。第一活性物质3与第二活性物质17共同构成“镁-氧”液流电池，或称为“镁-氧”空气电池。此时，液流电池放电时的化学反应式为：
第一反应室(第一集电板为正极时)：O2+2H2O+4e-＝4OH-
第二反应室(第二集电板为负极时)：Mg+2OH-＝Mg(OH)2+2e-
电池总体反应：2Mg+O2+2H2O＝2Mg(OH)2
此外，为了进一步提高液流电池的能量密度，可以提高第一活性物质3在第一载体2中的配比浓度，提高第二活性物质17在第二载体18中的配比浓度。当浓度过高时，第一活性物质3可能在第一载体2溶液中成团或沉淀造成浓度不均衡，此时可在第一溶液箱1中增加搅拌或摇晃装置，以保持第一活性物质3在第一载体2溶液中的浓度均衡。第二活性物质17可能在第二载体18溶液中成团或沉淀造成浓度不均衡，此时可在第二溶液箱19中增加搅拌或摇晃装置，以保持第二活性物质17在第二载体18溶液中的浓度均衡。
实施例四
图4是本发明实施例四中提供的一种液流电池的结构示意图。在上述实施例的基础上，参考图4，该液流电池包括n个电池单元，n≥2，各电池单元串联连接，第i个电池单元中的第二集电板与第(i+1)个电池单元中的第一集电板通过导电桩电连接，其中1≤i≤(n-1)；用电负载通过外电路分别与第一个电池单元中的第一集电板、第n个电池单元中的第二集电板连接；各电池单元的第一反应室之间相互连通，各电池单元的第二反应室之间相互连通。
其中，液流电池可包括多个电池单元，示例性的，本实施例以液流电池包括两个电池单元为例进行说明，参考图4，液流电池包括第一个电池单元101a和第二电池单元101b，第一个电池单元101a的第二集电板与第二个电池单元101b的第一集电板通过导电桩21电连接，用电负载11通过外电路9分别与第一个电池单元101a的第一集电板、第二个电池单元101b的第二集电板电连接，第一个电池单元101a的第一反应室与第二个电池单元101b的第一反应室之间相互连通，第一反应室7通过第一管路L1与第一溶液箱1连接，使得存储在第一溶液31中的第一活性物质3可以通过第一输送泵4能够输送到各个电池单元的第一反应室中；第一电池单元101a的第二反应室与第二电池单元101b的第二反应室之间相互连通，第二反应室13通过第二管路L2与第二输送泵16连接，使得第二活性物质17可以通过第二输送泵16输送到各个电池单元的第二反应室中。
在本实施例的技术方案中，通过将各个电池单元进行串联，有利于提供更高电压输出，进而提高电池的能量。
需要说明的是，本发明任意实施例中的液流电池均可包括至少一个电池单元，同样，充电再生循环系统中的液流电池也可包括至少一个电池单元。此外，液流电池中电池单元的个数可根据实际情况进行设置，在此不做具体的限定。
实施例五
图5是本发明实施例五中提供的一种液流电池的充电再生循环系统的结构示意图。在上述实施例的基础上，参考图5，该液流电池还包括：第一截止阀315、第二截止阀312和反应物截止阀314，其中，第一截止阀315设置在连接第一反应室7和第一活性物质输入输出单元110之间的第三管路L3中，第二截止阀312设置在用于从第二反应室13排出第二活性物质17的第四管路L4中，反应物截止阀314设置在连接反应物存储单元130与第二反应室13之间的第五管路L5中；
其中，第一截止阀315用于在电池单元101充电时开启以及放电时关闭，第二截止阀312用于在电池单元101充电时开启以及放电时关闭，反应物截止阀314用于在电池单元101充电时关闭以及放电时开启，第一活性物质输入输出单元110还用于在电池单元101充电时存储电解产生的第一活性物质3。
其中，参考图5，第一活性物质输入输出单元110包括第一溶液箱1、第一载体2、第一活性物质3和第一输送泵4，第三管路L3用于连接第一反应室7和第一溶液箱1，第一截止阀315设置于第三管路L3上，第一截止阀315在电池单元充电时开启，以使电池单元充电时电解产生的第一活性物质3可以存储到第一溶液箱1中。反应物存储单元130包括反应物溶液箱15，第五管路L5用于连接第二反应室1和反应物溶液箱15。
此外，参考图5，反应物存储单元130还包括反应物输送泵313，反应物输送泵313设置在连接第二反应室13和反应物溶液箱15的第九管路L9中。反应物输送泵313用于在液流电池100充电时向第二反应室13输送反应物14。
在本实施例的技术方案中，以第二集电板为正极，第一集电板为负极为例，该液流电池的充电再生循环系统的实现过程为：首先，液流电池100的放电过程为：将第一截止阀315和第二截止阀312关闭，且反应物截止阀314开启，第一输送泵4持续向第一反应室7输送第一溶液31，第二输送泵16持续向第二反应室13输送第二活性物质17，第一活性物质3持续进入第一反应室7内发生氧化反应，第二活性物质17持续进入第二反应室13内发生还原反应，发生氧化还原反应的反应物14通过第五管路L5持续存储到反应物溶液箱15，外电路9持续获得电子6流过，从而电池单元101能够持续向用电负载11输出电能，由此可以实现液流电池持续向用电负载供电。液流电池的充过程为：参考图5，液流电池100充电时，将第一截止阀315和第二截止阀312开启，且反应物截止阀314关闭。通过反应物输送泵313将电池放电时存储在反应物溶液箱15中的反应物14输送到第二反应室13，反应物14在电解电源311的作用下，第二反应室13内发生氧化反应，反应物14混合液中的第一活性物质3被电解为电子6和带正电荷的离子5，同时析出第二活性物质17，电子6通过第二集电板12以及外电路9流向第一反应室7中的第一集电板8，带正电荷的离子5随同第一载体2溶液一起通过离子通道流入第一反应室7中，电池单元101在电解电源311的作用下，第一反应室7内发生还原反应，即电子6和带正电荷的离子5还原为第一活性物质3，第一活性物质3随同第一载体2溶液一起流入第一溶液箱1中进行存储，用于当电池放电时再通过第一输送泵4输送到第一反应室7中，为第一反应室7提供第一活性物质3。由此，通过将电池放电时产生的反应物14进行存储，当电池充电时，利用电解电源再将放电时存储的反应物14电解为第一活性物质3和第二活性物质17，并将第一活性物质3输送到第一溶液箱1中存储，用于液流电池100放电时取用，从而可直接通过外接电源实现自我充电再生，形成充电再生循环体系。
实施例六
图6是本发明实施例六中提供的一种液流电池的充电再生循环系统的结构示意图。在上述实施例的基础上，参考图6，第四管路L4连接第二反应室13和第二活性物质输入输出单元120，第二活性物质输入输出单元120还用于在电池单元101充电时存储电解产生的第二活性物质17。
其中，第二活性物质输入输出单元120包括第二溶液箱19和第二载体18，第四管路L4用于连接第二反应室13和第二溶液箱。第二截止阀312设置于第四管路L4上，第二截止阀312在电池单元101充电时开启，以使电池单元充电时电解产生的第二活性物质17可以存储到第二溶液箱19中。
在本实施例的技术方案中，以第二集电板为正极，第一集电板为负极为例，该液流电池的充电再生循环系统的实现过程为：首先，液流电池100的放电过程为：将第一截止阀315和第二截止阀312关闭，且反应物截止阀314开启，第一输送泵4持续向第一反应室7输送第一溶液31，第二输送泵16持续向第二反应室13输送第二溶液32，即第一活性物质3持续进入第一反应室7内发生氧化反应，第二活性物质17持续进入第二反应室13内发生还原反应，发生氧化还原反应的反应物14通过第五管路L5持续存储到反应物溶液箱15，外电路9持续获得电子6流过，从而电池单元101能够持续向用电负载11输出电能，由此可以实现液流电池持续向用电负载供电。液流电池的充过程为：参考图6，液流电池100充电时，将第一截止阀315和第二截止阀312开启，且反应物截止阀314关闭。通过反应物输送泵313将电池放电时存储在反应物溶液箱15中的反应物14输送到第二反应室13，反应物14在电解电源311的作用下，第二反应室13内发生氧化反应，反应物14混合液中的第一活性物质3被电解为电子6和带正电荷的离子5，同时析出第二活性物质17，第二活性物质17随同第二载体18溶液一起流入第二溶液箱19中进行存储(用于当电池放电时再通过第二输送泵16输送到第二反应室13，为第二反应室13提供第二活性物质17)，电子6通过第二集电板12以及外电路9流向第一反应室7中的第一集电板8，带正电荷的离子5随同第一载体2溶液一起通过离子通道流入第一反应室7中，电池单元101在电解电源311的作用下，第一反应室7内发生还原反应，即电子6和带正电荷的离子5还原为第一活性物质3，第一活性物质3随同第一载体2溶液一起流入第一溶液箱1中进行存储，用于当电池放电时再通过第一输送泵4输送到第一反应室7中，为第一反应室7提供第一活性物质3。由此，通过将电池放电时产生的反应物14进行存储，当电池充电时，利用电解电源再将放电时存储的反应物14电解为第一活性物质3和第二活性物质17，并将第一活性物质3输送到第一溶液箱1中存储，用于液流电池100放电时取用，从而可直接通过外接电源实现自我充电再生，形成充电再生循环体系。
实施例七
图7是本发明实施例七中提供的一种液流电池的充电再生循环系统的结构示意图。本发明实施例提供了一种充电再生循环系统，参考图7，该充电再生循环系统包括本发明实施例一至四所提供的液流电池100，还包括换液装置300，换液装置300包括第一存储罐304、第二存储罐306、电解单元308、反应物存储罐310、第一充液泵303、反应物吸液泵309和换液枪301，其中，第一存储罐304与电解单元308连接，第一充液泵303设置在连接第一存储罐304和换液枪301之间的第六管路L6中，第二存储罐306与电解单元308连接，反应物存储罐310与电解单元308连接，反应物吸液泵309设置在连接反应物存储罐310和换液枪301之间的第七管路L7中，换液枪301分别与第一活性物质输入输出单元110和反应物存储单元130连接；其中，反应物吸液泵309用于将反应物存储单元130存储的反应物通过换液枪301输送到反应物存储罐310中；
电解单元308用于将反应物存储罐310中的反应物14电解成第一活性物质3和第二活性物质17，并分别输出到第一存储罐304和第二存储罐306中；第一充液泵303用于将第一存储罐304中存储的第一活性物质3通过换液枪301输送到第一活性物质输入输出单元110中。
其中，液流电池100可设置在电气装置200中，电气装置200包括但不限于汽车、工程机械、农用机械、有轨列车、船舶、潜艇、飞机、太空装备、发电机组、储能装置等。换液装置300可独立于电气装置200。电解单元308包括电解电源311。
其中，第一活性物质输入输出单元110包括第一溶液箱1，第一溶液箱1与换液枪301连接；反应物存储单元130包括反应物溶液箱15，反应物溶液箱15与换液枪301连接。
其中，第一存储罐304用于存储第一溶液31，第二存储罐32用于存储第二活性物质17或第二溶液32，反应物存储罐310用于存储反应物14溶液。
在本实施例的技术方案中，该液流电池的充电再生循环系统的实现过程为：参考图7，将换液装置300与电气装置200连接，液流电池100设置在电气装置200中，具体的，可将液流电池100中的第一溶液箱1通过换液枪301与第六管路L6连接，将反应物溶液箱15通过换液枪301与第七管路L7连接。当液流电池100放电时，第一充液泵303将第一存储罐304中存储的第一溶液31通过第六管路L6、换液枪301输送到第一溶液箱1中，为液流电池100放电提供第一活性物质3；液流电池100放电时产生的反应物14溶液可通过换液枪、第七管路L7、反应物吸液泵309吸入到反应物存储罐310中存储，为液流电池充电时提供电解原料。当液流电池100充电时，接通电解电源311，将反应物存储罐310中存储的反应物14溶液输送到电解单元308中，反应物14溶液在电解电源311的作用下，将反应物14溶液电解还原为第一活性物质3、第一载体2和第二活性物质17，第一活性物质3与第一载体2混合液输入到第一存储罐304中存储，以为液流电池放电时提供第一溶液31，第二活性物质17输入到第二存储罐306中存储。由此，通过将液流电池100放电时产生的反应物14溶液进行存储，为液流电池充电时提供电解原料；当液流电池100充电时，利用电解电源再将放电时存储的反应物14溶液电解为第一活性物质3、第一载体2和第二活性物质17，并将第一活性物质3和第一载体2混合溶液输送到第一存储罐304中存储，用于液流电池100放电时为其提供第一活性物质3或第一溶液31，从而可通过换液装置300完成快速换液再生，将反应物溶液抽出输送至换液装置集中进行电解还原，同时将新鲜液态的活性物质补充至液流电池系统，形成完整的电池系统放电-充电再循环过程。从而，该液流电池和使用这种液流电池的充电再生循环体系，可以在能量密度、再生速度、安全性、成本和环保等方面达到一个更理想的平衡。
此外，在本实施例中，第二活性物质17可采用大气中的氧气成分。电解单元308电解还原出的第二活性物质17为纯氧气，该副产物可进一步发挥经济价值。
该液流电池充电再生循环系统应用于汽车、机器人等可移动装备时，换液装置300可依托现有分布广泛的石化产品加油站，开展基础设施改造建设。
因此，该液流电池再生循环速度快、安全、结构简单成本低廉，且再生循环集中、高效，可错峰用电生产，基础建设容易大规模快速普及，成本低廉。
实施例八
图8是本发明实施例八中提供的一种液流电池的充电再生循环系统的结构示意图。在上述实施例七的基础上，参考图8，该充电再生循环系统还包括第二充液泵305，第二充液泵305设置在连接第二存储罐306和换液枪301之间的第八管路L8中，换液枪301还与第二活性物质输入输出单元120连接；第二充液泵305用于将第二存储罐306中存储的第二活性物质17通过换液枪301输送到第二活性物质输入输出单元120中。
其中，第二活性物质输入输出单元120包括第二溶液箱19，第二溶液箱19与换液枪301连接。
在本实施例的技术方案中，该液流电池的充电再生循环系统的实现过程为：参考图8，将换液装置300与电气装置200连接，液流电池100设置在电气装置200中，具体的，可将液流电池100中的第一溶液箱1通过换液枪301与第六管路L6连接，将反应物溶液箱15通过换液枪301与第七管路L7连接，将第二溶液箱19通过换液枪301与第八管路L8连接。当液流电池100放电时，第一充液泵303将第一存储罐304中存储的第一溶液31通过第六管路L6、换液枪301输送到第一溶液箱1中，为液流电池100放电提供第一活性物质3；第二充液泵305将第二存储罐306中存储的第二溶液32通过第八管路L8、换液枪301输送到第二溶液箱19中，为液流电池100放电提供第二活性物质17；液流电池100放电时产生的反应物14溶液可通过换液枪、第七管路L7、反应物吸液泵309吸入到反应物存储罐310中存储，为液流电池充电时提供电解原料。当液流电池100充电时，接通电解电源311，将反应物存储罐310中存储的反应物14溶液输送到电解单元308中，反应物14溶液在电解电源311的作用下，将反应物14溶液电解还原为第一活性物质3、第一载体2、第二活性物质17和第二载体18，第一活性物质3与第一载体2混合液输入到第一存储罐304中存储，以为液流电池放电时提供第一溶液31，第二活性物质17与第二载体18混合溶液输入到第二存储罐306中存储，以为液流电池放电时提供第二溶液32。由此，通过将液流电池100放电时产生的反应物14溶液进行存储，为液流电池充电时提供电解原料；当液流电池100充电时，利用电解电源再将放电时存储的反应物14溶液电解为第一活性物质3、第一载体2、第二活性物质17和第二载体18，并将第一活性物质3和第一载体2混合溶液输送到第一存储罐304中存储，用于液流电池100放电时为其提供第一活性物质3或第一溶液31，将第二活性物质17和第二载体18混合溶液输送到第二存储罐306中存储，用于为液流电池100放电时为其提供第二活性物质17或第二溶液32，从而可通过换液装置300完成快速换液再生，将反应物溶液抽出输送至换液装置集中进行电解还原，同时将新鲜液态的活性物质补充至液流电池系统，形成完整的电池系统放电-充电再循环过程。从而，该液流电池和使用这种液流电池的充电再生循环体系，可以在能量密度、再生速度、安全性、成本和环保等方面达到一个更理想的平衡。
可选地，参考图7和图8，该充电再生循环系统还包括换液计量器302，换液计量器302分别与换液枪301、第六管路L6、第七管路L7以及第八管路L8连接。
其中，换液计量器302用于计量流经换液枪301的液流流量。因此，换液装置300可实现按换液流量收费的业务模式。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
Claims (10)
1.一种液流电池，其特征在于，包括：第一活性物质输入输出单元、第二活性物质输入输出单元、反应物存储单元、以及至少一个电池单元，其中，所述电池单元包括第一反应室、第二反应室、第一集电板、第二集电板、以及连接在所述第一反应室和所述第二反应室之间的离子通道，其中，所述第一集电板与所述第一反应室电连接，所述第二集电板与所述第二反应室电连接；所述第一活性物质输入输出单元与所述第一反应室连通，所述第二活性物质输入输出单元与所述第二反应室连通；
所述第一活性物质输入输出单元用于在所述电池单元放电时向所述第一反应室提供第一活性物质；所述第二活性物质输入输出单元用于在所述电池单元放电时向所述第二反应室提供第二活性物质；其中，所述第一集电板和所述第二集电板中的一者为正极，另一者为负极；所述第一反应室中的所述第一活性物质根据所述第一集电板的极性发生第一反应，所述第二反应室中的所述第二活性物质根据所述第二集电板的极性发生第二反应，其中所述第一反应和所述第二反应中的一者为氧化反应，另一者为还原反应；
所述反应物存储单元用于储存所述电池单元放电时产生的产物。
2.根据权利要求1所述的液流电池，其特征在于，所述第一活性物质输入输出单元包括：第一溶液箱、第一载体、第一活性物质和第一输送泵，其中，所述第一载体和所述第一活性物质混合形成液流形态的第一溶液存储于所述第一溶液箱中；所述第一输送泵设置于连接所述第一反应室与所述第一溶液箱的第一管路中，所述第一输送泵用于将所述第一溶液输送至所述第一反应室。
3.根据权利要求1所述的液流电池，其特征在于，所述第二活性物质输入输出单元包括第二活性物质和第二输送泵，所述第二输送泵设置在用于向所述第二反应室输送所述第二活性物质的第二管路中，所述第二输送泵用于将所述第二活性物质输送至所述第二反应室。
4.根据权利要求3所述的液流电池，其特征在于，所述第二活性物质输入输出单元还包括第二溶液箱和第二载体，所述第二管路连接所述第二反应室和所述第二溶液箱，所述第二载体和所述第二活性物质混合形成液流形态的第二溶液存储于所述第二溶液箱中，所述第二输送泵用于将所述第二溶液输送至所述第二反应室。
5.根据权利要求1所述的液流电池，其特征在于，包括n个所述电池单元，n≥2，各所述电池单元串联连接，第i个所述电池单元中的第二集电板与第(i+1)个所述电池单元中的第一集电板通过导电桩电连接，其中1≤i≤(n-1)；用电负载通过外电路分别与第一个电池单元中的第一集电板、第n个电池单元中的第二集电板连接。
6.根据权利要求1所述的液流电池，其特征在于，还包括：第一截止阀、第二截止阀和反应物截止阀，其中，所述第一截止阀设置在连接所述第一反应室和所述第一活性物质输入输出单元之间的第三管路中，所述第二截止阀设置在用于从所述第二反应室排出所述第二活性物质的第四管路中，所述反应物截止阀设置在连接所述反应物存储单元与所述第二反应室之间的第五管路中；
其中，所述第一截止阀用于在所述电池单元充电时开启以及放电时关闭，所述第二截止阀用于在所述电池单元充电时开启以及放电时关闭，所述反应物截止阀用于在所述电池单元充电时关闭以及放电时开启，所述第一活性物质输入输出单元还用于在所述电池单元充电时存储电解产生的第一活性物质。
7.根据权利要求6所述的液流电池，其特征在于，所述第四管路连接所述第二反应室和所述第二活性物质输入输出单元，所述第二活性物质输入输出单元还用于在所述电池单元充电时存储电解产生的第二活性物质。
8.一种充电再生循环系统，其特征在于，包括如权利要求1-7任一项所述的液流电池，还包括换液装置，所述换液装置包括第一存储罐、第二存储罐、电解单元、反应物存储罐、第一充液泵、反应物吸液泵和换液枪，其中，所述第一存储罐与所述电解单元连接，所述第一充液泵设置在连接所述第一存储罐和所述换液枪之间的第六管路中，所述第二存储罐与所述电解单元连接，所述反应物存储罐与所述电解单元连接，所述反应物吸液泵设置在连接所述反应物存储罐和所述换液枪之间的第七管路中，所述换液枪分别与所述第一活性物质输入输出单元和所述反应物存储单元连接；其中，所述反应物吸液泵用于将所述反应物存储单元存储的反应物通过所述换液枪输送到所述反应物存储罐中；
所述电解单元用于将所述反应物存储罐中的反应物电解成第一活性物质和第二活性物质，并分别输出到所述第一存储罐和所述第二存储罐中；所述第一充液泵用于将所述第一存储罐中存储的第一活性物质通过所述换液枪输送到所述第一活性物质输入输出单元中。
9.根据权利要求8所述的充电再生循环系统，其特征在于，还包括第二充液泵，所述第二充液泵设置在连接所述第二存储罐和所述换液枪之间的第八管路中，所述换液枪还与所述第二活性物质输入输出单元连接；所述第二充液泵用于将所述第二存储罐中存储的第二活性物质通过所述换液枪输送到所述第二活性物质输入输出单元中。
10.根据权利要求9所述的充电再生循环系统，其特征在于，还包括换液计量器，所述换液计量器分别与所述换液枪、所述第六管路、所述第七管路以及所述第八管路连接。
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Citations (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4115225A (en) * | 1977-07-22 | 1978-09-19 | Ionics, Inc. | Electrodialysis cell electrode reversal and anolyte recirculation system |
| US5558947A (en) * | 1995-04-14 | 1996-09-24 | Robison; George D. | Rechargeable battery system and method and metal-air electrochemical cell for use therein |
| CN1441975A (zh) * | 2000-05-12 | 2003-09-10 | 瑞威欧公司 | 用于电能转换装置的燃料容器与回收系统 |
| US20080220318A1 (en) * | 2007-03-09 | 2008-09-11 | Vrb Power Systems Inc. | Inherently safe redox flow battery storage system |
| JP2010244972A (ja) * | 2009-04-09 | 2010-10-28 | Sharp Corp | レドックスフロー電池 |
| CN102637890A (zh) * | 2012-03-30 | 2012-08-15 | 中国科学院青岛生物能源与过程研究所 | 锂金属液流电池系统及其制备方法 |
| WO2012160406A1 (en) * | 2011-05-26 | 2012-11-29 | Krisada Kampanatsanyakorn | Method of conducting an all vanadium redox flow battery and implementing system |
| JP2013026142A (ja) * | 2011-07-25 | 2013-02-04 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 電気的充電と酸化剤による化学的酸化の双方により再生可能なリチウムセミレドックスフロー電池。 |
| CN103384929A (zh) * | 2010-11-05 | 2013-11-06 | 佛罗里达州立大学研究基金有限公司 | 碱金属-空气液流电池 |
| US20140030631A1 (en) * | 2012-07-27 | 2014-01-30 | Sun Catalytix Corporation | Electrochemical Energy Storage Systems and Methods Featuring Optimal Membrane Systems |
| CN106611867A (zh) * | 2015-10-21 | 2017-05-03 | 丰田自动车株式会社 | 液流电池 |
| KR20170142753A (ko) * | 2016-06-20 | 2017-12-28 | 알엠텍 주식회사 | 혼합형 산화환원 흐름 배터리에 의한 신재생에너지의 저장 및 사용장치 제조방법 |
| CN207233871U (zh) * | 2017-06-27 | 2018-04-13 | 清华大学 | 金属空气燃料电池系统 |
| JP2019164882A (ja) * | 2016-08-02 | 2019-09-26 | 住友電気工業株式会社 | レドックスフロー電池、及びレドックスフロー電池の運転方法 |
| CN110444799A (zh) * | 2019-08-22 | 2019-11-12 | 中盐金坛盐化有限责任公司 | 中性水相体系液流电池系统 |
-
2021
- 2021-03-26 CN CN202110328311.0A patent/CN112909301A/zh active Pending
Patent Citations (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4115225A (en) * | 1977-07-22 | 1978-09-19 | Ionics, Inc. | Electrodialysis cell electrode reversal and anolyte recirculation system |
| US5558947A (en) * | 1995-04-14 | 1996-09-24 | Robison; George D. | Rechargeable battery system and method and metal-air electrochemical cell for use therein |
| CN1441975A (zh) * | 2000-05-12 | 2003-09-10 | 瑞威欧公司 | 用于电能转换装置的燃料容器与回收系统 |
| US20080220318A1 (en) * | 2007-03-09 | 2008-09-11 | Vrb Power Systems Inc. | Inherently safe redox flow battery storage system |
| JP2010244972A (ja) * | 2009-04-09 | 2010-10-28 | Sharp Corp | レドックスフロー電池 |
| CN103384929A (zh) * | 2010-11-05 | 2013-11-06 | 佛罗里达州立大学研究基金有限公司 | 碱金属-空气液流电池 |
| WO2012160406A1 (en) * | 2011-05-26 | 2012-11-29 | Krisada Kampanatsanyakorn | Method of conducting an all vanadium redox flow battery and implementing system |
| JP2013026142A (ja) * | 2011-07-25 | 2013-02-04 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 電気的充電と酸化剤による化学的酸化の双方により再生可能なリチウムセミレドックスフロー電池。 |
| CN102637890A (zh) * | 2012-03-30 | 2012-08-15 | 中国科学院青岛生物能源与过程研究所 | 锂金属液流电池系统及其制备方法 |
| US20140030631A1 (en) * | 2012-07-27 | 2014-01-30 | Sun Catalytix Corporation | Electrochemical Energy Storage Systems and Methods Featuring Optimal Membrane Systems |
| CN106611867A (zh) * | 2015-10-21 | 2017-05-03 | 丰田自动车株式会社 | 液流电池 |
| KR20170142753A (ko) * | 2016-06-20 | 2017-12-28 | 알엠텍 주식회사 | 혼합형 산화환원 흐름 배터리에 의한 신재생에너지의 저장 및 사용장치 제조방법 |
| JP2019164882A (ja) * | 2016-08-02 | 2019-09-26 | 住友電気工業株式会社 | レドックスフロー電池、及びレドックスフロー電池の運転方法 |
| CN207233871U (zh) * | 2017-06-27 | 2018-04-13 | 清华大学 | 金属空气燃料电池系统 |
| CN110444799A (zh) * | 2019-08-22 | 2019-11-12 | 中盐金坛盐化有限责任公司 | 中性水相体系液流电池系统 |
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