CN203644883U - 一种钒电池用新型储液罐 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种钒电池用新型储液罐，包括罐体（1）、进液管（9）、主出液管（2）、备用出液管（5）、过滤装置（7）和循环泵（4），所述进液管（9）与所述罐体（1）的进液口相连，所述主出液管（2）与备用出液管（5）并联连接在所述罐体（1）的出液口与循环泵（4）之间，所述循环泵（4）和进液管（9）分别与电堆（10）连接，所述主出液管（2）上设有主控制阀（3），所述过滤装置（7）设置在所述备用出液管（5）上，所述备用出液管（5）上设有过滤阀。本实用新型能够在线实现对电解液的纯度控制，抑制电池副反应发生，延长电堆（10）使用寿命，提高系统效率，同时，通过对滤芯中的杂质进行分析能够及时发现钒电池系统存在的潜在问题。

Description

一种钒电池用新型储液罐

技术领域

本实用新型涉及电解液储液罐，更具体地说，涉及一种钒电池用新型储液罐。

背景技术

全钒液流电池（以下简称钒电池）是一种活性物质呈循环流动态的氧化还原液流电池，其以五价钒和四价钒离子的硫酸溶液为正极电解液，以三价钒和二价钒离子的硫酸溶液为负极电解液，由离子交换膜隔开。在对全钒液流电池进行充放电过程中，正负极电解液在各自电极区进行化学反应，通过钒离子价态的变化实现能量的储存和释放。

钒电池电解液决定了钒电池储存能量的多少，其中电解液纯度是其关键技术指标之一。研究发现，敏感离子（Fe、Si、N、Al等）或固体颗粒物等杂质含量在一定条件下会产生电化学副反应、污染电极隔膜等关键材料，长时间累积甚至会堵塞电解液流道，进而抑制钒电池能量效率发挥，降低电堆运行寿命。基于此，有必要针对钒电池电解液纯度进行合理控制，其中钒电池电解液纯度控制包括运行前的纯度控制即制备过程中的纯度控制和运行期间的纯度控制。电解液运行前的纯度控制即电解液制备过程中的纯度控制，包括钒源的选择、工艺路线的优化、微孔/精密过滤装置的使用等。人们普遍比较重视电解液制备过程中的纯度控制，但是对其运行期间的纯度控制并没有引起足够的重视。电解液在运行期间，特别是经过长期化学反应后，有可能产生各种各样的有害杂质，包括副反应产生的杂质如高低温下的钒结晶体、材料腐蚀产生的杂质如石墨毡纤维、维护过程带入的杂质等，此外通过对杂质成分的分析能够及时发现钒电池系统存在的潜在问题。因此，电解液在经过长期运行后，需要对其进行过滤除杂。

目前针对钒电池电解液运行期间的在线纯度控制并没有公开的专利或文献，业内一般采用离线的方式进行操作—通过外置循环泵把电解液泵入外置的过滤装置，然后重新泵入储液罐加以利用。该离线的纯度维护方法，费时费力，还有可能引入新的杂质，不利于产业化的售后维护，不具有经济性。为此，有必要重新寻找一种简易方便的电解液运行期间的纯度控制方法。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题在于，提供一种能够实现电解液快速在线过滤的钒电池用新型储液罐。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种钒电池用新型储液罐，包括罐体、进液管、主出液管、备用出液管、过滤装置和循环泵，所述进液管与所述罐体的进液口相连，所述主出液管与备用出液管并联连接在所述罐体的出液口与循环泵之间，所述循环泵和进液管分别与电堆连接，所述主出液管上设有主控制阀，所述过滤装置设置在所述备用出液管上，所述备用出液管上设有过滤阀。

上述方案中，所述过滤阀包括分别设置在所述过滤装置的前后两端的第一控制阀和第二控制阀。

上述方案中，所述主控制阀和过滤阀为球阀。

上述方案中，所述过滤装置的滤芯为聚四氟乙烯滤芯。

实施本实用新型的钒电池用新型储液罐，具有以下有益效果：

1、在电解液正常运行阶段，过滤阀处于关闭状态，主控制阀处于开启状态，电解液只能通过主出液管流出，通过循环泵进入电堆参与电化学反应。电解液经过长时间运行后，需要对其纯度进行维护。当电解液处于纯度维护阶段时，主控制阀关闭，过滤阀开启，电解液只能通过备用出液管并经过滤装置流出，通过循环泵进入电堆，然后通过进液管流入罐体，再流入备用出液管重新过滤，依次循环若干次，直至完成纯度维护。纯度维护完成后，关闭过滤阀，开启主控制阀，电解液重新进入主出液管流入电堆参与电化学反应。本实用新型结构简单、安全可靠、操作方便。

2、本实用新型能够在线实现对电解液的纯度控制，抑制电池副反应发生，延长电堆使用寿命，提高系统效率，同时，通过对滤芯中的杂质进行分析能够及时发现钒电池系统存在的潜在问题。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1是本实用新型钒电池用新型储液罐的结构示意图。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本实用新型的具体实施方式。

如图1所示，本实用新型的钒电池用新型储液罐包括罐体1、进液管9、主出液管2、备用出液管5、过滤装置7和循环泵4。

进液管9与罐体1的进液口相连，主出液管2与备用出液管5并联连接在罐体1的出液口与循环泵4之间。循环泵4和进液管9分别与电堆10连接。主出液管2上设有主控制阀3，过滤装置7设置在备用出液管5上，备用出液管5上设有过滤阀。

优选的，过滤阀包括第一控制阀6和第二控制阀8，第一控制阀6和第二控制阀8分别设置在过滤装置7的前后两端。但可以理解的是，这只是一种优选的实施方式，备用出液管5上只设置一个阀门也是可以实现的。

在电解液正常运行阶段，第一控制阀6和第二控制阀8处于关闭状态，主控制阀3处于开启状态，电解液只能通过主出液管2流出，通过循环泵4进入电堆10参与电化学反应。电解液经过长时间运行后，需要对其纯度进行维护。当电解液处于纯度维护阶段时，主控制阀3关闭，第一控制阀6和第二控制阀8开启，电解液只能通过备用出液管5并经过滤装置7流出，通过循环泵4进入电堆10，然后通过进液管9流入罐体1，再流入备用出液管5重新过滤，依次循环若干次，直至完成纯度维护。纯度维护完成后，关闭第一控制阀6和第二控制阀8，开启主控制阀3，电解液重新进入主出液管2流入电堆10参与电化学反应。本实用新型结构简单、安全可靠、操作方便。

优选的，主控制阀3和过滤阀为球阀，流体阻力小，并且结构简单、体积小、操作简单。但可以理解的是，球阀只是一种优选的实施方式，也可以通过截止阀、闸阀等阀门实现。

优选的，过滤装置7的滤芯优选为聚四氟乙烯滤芯，其还可以是PP（聚丙烯）、PVC（聚氯乙烯）等材料。

上面结合附图对本实用新型的实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护之内。

Claims (4)

1.一种钒电池用新型储液罐，其特征在于，包括罐体（1）、进液管（9）、主出液管（2）、备用出液管（5）、过滤装置（7）和循环泵（4），所述进液管（9）与所述罐体（1）的进液口相连，所述主出液管（2）与备用出液管（5）并联连接在所述罐体（1）的出液口与循环泵（4）之间，所述循环泵（4）和进液管（9）分别与电堆（10）连接，所述主出液管（2）上设有主控制阀（3），所述过滤装置（7）设置在所述备用出液管（5）上，所述备用出液管（5）上设有过滤阀。

2.根据权利要求1所述的钒电池用新型储液罐，其特征在于，所述过滤阀包括分别设置在所述过滤装置（7）的前后两端的第一控制阀（6）和第二控制阀（8）。

3.根据权利要求1所述的钒电池用新型储液罐，其特征在于，所述主控制阀（3）和过滤阀为球阀。

4.根据权利要求1所述的钒电池用新型储液罐，其特征在于，所述过滤装置（7）的滤芯为聚四氟乙烯滤芯。

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