CN210092232U - 钒电池储液罐的压力平衡装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及液流电池技术领域，更具体地说，涉及钒电池储液罐的压力平衡装置，所述装置包括：惰性气体存储装置、第一进气管道和第二进气管道；所述惰性气体存储装置通过第二进气管道与钒电池负极储液罐相连通；所述钒电池负极储液罐与钒电池正极储液罐通过第一进气管道相连通；所述惰性气体存储装置，用于通过第二进气管道将惰性气体送至钒电池负极储液罐内；所述第一进气管道，用于将钒电池负极储液罐内的气体送至钒电池正极储液罐中。本实用新型能够始终保持钒电池储液罐的压力平衡。

Description

钒电池储液罐的压力平衡装置

技术领域

本实用新型涉及液流电池技术领域，更具体地说，涉及钒电池储液罐的压力平衡装置。

背景技术

全钒液流电池是储能系统的核心部件，是储能系统中电能与化学能转换的载体，其主要由电堆、电解液、管路及辅助传感器四部分组成。全钒液流电池是将具有不同价态的钒离子溶液分别作为正极和负极的活性物质，分别储存在各自的电解液储罐中。在对电池进行充、放电时，电解液通过泵的作用，由外部储液罐分别循环流经电池的正极室和负极室，并在电极表面发生氧化和还原反应，完成对电池的充放电。全钒液流电池具有安全性好、循环寿命长等优点，可作为电网抽水蓄能调峰装置的补充，在新能源接入、智能电网建设等领域具有广阔的应用前景。

电解液需隔绝空气使用，如果暴露在空气中，低价钒离子易被氧化，导致容量损失，降低电池充放电效率。在运行过程中，电解液会析出副反应气体，使得储液罐存在压力不断上升导致破裂的风险；并且析出气体含氢气成分，存在可燃可爆的危险，因此钒电池储液罐通常需要平衡压力。此外，维持储能系统压力平衡，能够缓解钒离子迁移，降低容量衰减速度，提高电池和管道使用寿命。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的缺陷，提供钒电池储液罐的压力平衡装置，能够始终保持钒电池储液罐的压力平衡。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一方面，构造钒电池储液罐的压力平衡装置，包括：惰性气体存储装置、第一进气管道和第二进气管道；

所述惰性气体存储装置通过第二进气管道与钒电池负极储液罐相连通；

所述钒电池负极储液罐与钒电池正极储液罐通过第一进气管道相连通；

所述惰性气体存储装置，用于通过第二进气管道将惰性气体送至钒电池负极储液罐内；

所述第一进气管道，用于将钒电池负极储液罐内的气体送至钒电池正极储液罐中。

进一步地，还包括：设置在钒电池负极储液罐内部的压力传感器；

所述压力传感器，用于监测钒电池负极储液罐的气体压力。

更进一步地，还包括：设置钒电池正极储液罐上的出气管道；

所述出气管道，用于将钒电池正极储液罐的气体送至外部。

再进一步地，所述第一进气管道内设置有与压力传感器相连的第一泵；

所述第一泵，用于将钒电池负极储液罐内的气体吸入至钒电池正极储液罐内。

还进一步地，所述第一进气管道内还设置有与压力传感器相连的第一气阀，所述第一气阀靠近钒电池正极储液罐设置，所述第一泵靠近钒电池负极储液罐设置。

又进一步地，所述第二进气管道内设置有与压力传感器相连的第二泵；

所述第二泵，用于将惰性气体存储装置内的气体吸入至钒电池负极储液罐内。

优选地，所述第二进气管道内还设置有与压力传感器相连的第二气阀，所述第二气阀靠近钒电池负极储液罐设置，所述第二泵靠近惰性气体存储装置设置。

优选地，所述第一气阀和第二气阀都为单向流通的气阀。

在上述技术方案中，所述出气管道靠近外部的一端内设置有过滤层。

另一方面，构造钒电池储液罐的压力平衡方法，包括：

压力传感器监测钒电池负极储液罐的气体压力：

当钒电池负极储液罐的气体压力大于等于阈值范围上限时，压力传感器将降压信号传递至第一气阀和第一泵；

所述第一气阀打开，第一泵将钒电池负极储液罐内的气体吸入至钒电池正极储液罐内，直至压力传感器监测到钒电池负极储液罐的气体压力在阈值范围内时，第一气阀和第一泵关闭；

当钒电池负极储液罐的气体压力小于等于阈值范围下限时，压力传感器将升压信号传递至第二气阀和第二泵；

所述第二气阀打开，第二泵将惰性气体存储装置内的气体吸入至钒电池负极储液罐内，直至压力传感器监测到钒电池负极储液罐的气体压力在阈值范围内时，第二气阀和第二泵关闭。

在本实用新型中，惰性气体存储装置可以对钒电池负极储液罐输送惰性气体，钒电池负极储液罐可以对钒电池正极储液罐输送气体。当压力传感器监测到钒电池负极储液罐的压力超过阈值上限时，压力传感器控制第一气阀和第一泵打开，使钒电池负极储液罐内的气体通过第一进气管道输送至钒电池正极储液罐，从而钒电池负极储液罐内的压力可降低。当压力传感器监测到钒电池负极储液罐低于阈值下限时，压力传感器控制第二气阀和第二泵打开，使惰性气体存储装置内的惰性气体通过第二进气管道送至钒电池负极储液罐内，从而钒电池负极储液罐内的压力上升。

实施本实用新型，具有以下有益效果：能同时对正负极储液罐进行压力调节，并保护负极电解液不被氧化，实用性较好，操作简单。同时，设备组成简单，便于推广。运行过程环保无污染，并提高了惰性气体的利用率。

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是本实用新型的结构示意图；

图中：钒电池正极储液罐1、钒电池负极储液罐2、第一进气管道3、第一气阀4、出气管道5、压力传感器6、惰性气体存储装置7、第一泵8、第二进气管道9、第二气阀10、第二泵11、过滤层12。

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，在本实用新型中所述的钒电池储液罐的压力平衡装置，包括：惰性气体存储装置7、第一进气管道3和第二进气管道9；

所述惰性气体存储装置7通过第二进气管道9与钒电池负极储液罐2相连通；

所述钒电池负极储液罐2与钒电池正极储液罐1通过第一进气管道3相连通；

所述惰性气体存储装置7，用于通过第二进气管道9将惰性气体送至钒电池负极储液罐2内；

所述第一进气管道3，用于将钒电池负极储液罐2内的气体送至钒电池正极储液罐1中。

本实用新型通过惰性气体存储装置7可以使钒电池负极储液罐2的压力升高，第一进气管道3可以使钒电池负极储液罐2的压力降低。从而可实时调节钒电池负极储液罐2内的压力，使其压力始终维持在阈值范围内。

所述钒电池储液罐的压力平衡装置还包括：设置在钒电池负极储液罐2内部的压力传感器6；

所述压力传感器6，用于监测钒电池负极储液罐2的气体压力。

所述钒电池储液罐的压力平衡装置还包括：设置钒电池正极储液罐1上的出气管道5；

所述出气管道5，用于将钒电池正极储液罐1的气体送至外部。

所述惰性气体储存装置7为压力气瓶。第一进气管道3、第二进气管道9和出气管道5均为聚合物耐酸碱材质，例如：聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯或聚四氟乙烯材质等。

所述第一进气管道3内设置有与压力传感器6相连的第一泵8；

所述第一泵8，用于将钒电池负极储液罐2内的气体吸入至钒电池正极储液罐1内。

所述第一进气管道3内还设置有与压力传感器6相连的第一气阀4，所述第一气阀4靠近钒电池正极储液罐1设置，所述第一泵8靠近钒电池负极储液罐2设置。

所述第二进气管道9内设置有与压力传感器6相连的第二泵11；

所述第二泵11，用于将惰性气体存储装置7内的气体吸入至钒电池负极储液罐2内。

所述第二进气管道9内还设置有与压力传感器6相连的第二气阀10，所述第二气阀10靠近钒电池负极储液罐2设置，所述第二泵11靠近惰性气体存储装置7设置。

压力传感器6实时监测钒电池负极储液罐2内的压力，从而结合阈值范围控制第一气阀4、第一泵8、第二气阀10和第二泵11来调节钒电池负极储液罐2内的气体压力。

所述第一气阀4和第二气阀10都为单向流通的气阀。

通过使用单向流通的气阀，能够对气体进行反向受制作用，防止气体倒流，提高装置调压效率。

所述出气管道5靠近外部的一端内设置有过滤层12。

所述过滤层12能够除去空气中的粉尘和污染物，防止管道堵塞，影响调节，防止杂质进入储液罐，污染电解液。

本实用新型所述的钒电池储液罐的压力平衡方法，包括：

压力传感器6监测钒电池负极储液罐2的气体压力：

当钒电池负极储液罐2的气体压力大于等于阈值范围上限时，压力传感器6将降压信号传递至第一气阀4和第一泵8；

所述第一气阀4打开，第一泵8将钒电池负极储液罐2内的气体吸入至钒电池正极储液罐1内，直至压力传感器6监测到钒电池负极储液罐2的气体压力在阈值范围内时，第一气阀4和第一泵8关闭；

当钒电池负极储液罐2的气体压力小于等于阈值范围下限时，压力传感器6将升压信号传递至第二气阀10和第二泵11；

所述第二气阀10打开，第二泵11将惰性气体存储装置7内的气体吸入至钒电池负极储液罐2内，直至压力传感器6监测到钒电池负极储液罐2的气体压力在阈值范围内时，第二气阀10和第二泵11关闭。

正常时(钒电池负极储液罐2内的压力在阈值范围内时)，第一进气管道3和第二进气管道9内的气阀全部处于关闭状态。在全钒液流电池工作时，储液罐内的电解液流动和运转，通过钒电池负极储液罐2内的气压传感器6对储液罐中的气压进行数据采集，当电压的数值达到上阈值时，将信号传递给第一气阀4和第一泵8；第一气阀4打开，第一泵8开始工作，将钒电池负极储液罐2中的气体吸到钒电池正极储液罐1中。当钒电池负极储液罐2内的气压数值回到正常水平时，关闭第一泵8和第一气阀4。

当气压传感器6电压的数值达到下阈值时，将信号传递给第二气阀10和第二泵11，进第二气阀10打开，第二泵11开始工作，将惰性气体储存装置7中的气体抽到钒电池负极储液罐2中，当钒电池负极储液罐2内的气压数值回到正常值时，关闭第二气阀10和第二泵11。

本实用新型能同时对正负极储液罐进行压力调节，并保护负极电解液不被氧化，实用性较好，操作简单。同时，设备组成简单，便于推广。运行过程环保无污染，并提高了惰性气体的利用率。

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 (9)

1.一种钒电池储液罐的压力平衡装置，其特征在于，包括：惰性气体存储装置(7)、第一进气管道(3)和第二进气管道(9)；

所述惰性气体存储装置(7)通过第二进气管道(9)与钒电池负极储液罐(2)相连通；

所述钒电池负极储液罐(2)与钒电池正极储液罐(1)通过第一进气管道(3)相连通；

所述惰性气体存储装置(7)，用于通过第二进气管道(9)将惰性气体送至钒电池负极储液罐(2)内；

所述第一进气管道(3)，用于将钒电池负极储液罐(2)内的气体送至钒电池正极储液罐(1)中。

2.根据权利要求1所述的钒电池储液罐的压力平衡装置，其特征在于，还包括：设置在钒电池负极储液罐(2)内部的压力传感器(6)；

所述压力传感器(6)，用于监测钒电池负极储液罐(2)的气体压力。

3.根据权利要求2所述的钒电池储液罐的压力平衡装置，其特征在于，还包括：设置钒电池正极储液罐(1)上的出气管道(5)；

所述出气管道(5)，用于将钒电池正极储液罐(1)的气体送至外部。

4.根据权利要求3所述的钒电池储液罐的压力平衡装置，其特征在于，所述第一进气管道(3)内设置有与压力传感器(6)相连的第一泵(8)；

所述第一泵(8)，用于将钒电池负极储液罐(2)内的气体吸入至钒电池正极储液罐(1)内。

5.根据权利要求4所述的钒电池储液罐的压力平衡装置，其特征在于，所述第一进气管道(3)内还设置有与压力传感器(6)相连的第一气阀(4)，所述第一气阀(4)靠近钒电池正极储液罐(1)设置，所述第一泵(8)靠近钒电池负极储液罐(2)设置。

6.根据权利要求5所述的钒电池储液罐的压力平衡装置，其特征在于，所述第二进气管道(9)内设置有与压力传感器(6)相连的第二泵(11)；

所述第二泵(11)，用于将惰性气体存储装置(7)内的气体吸入至钒电池负极储液罐(2)内。

7.根据权利要求6所述的钒电池储液罐的压力平衡装置，其特征在于，所述第二进气管道(9)内还设置有与压力传感器(6)相连的第二气阀(10)，所述第二气阀(10)靠近钒电池负极储液罐(2)设置，所述第二泵(11)靠近惰性气体存储装置(7)设置。

8.根据权利要求7所述的钒电池储液罐的压力平衡装置，其特征在于，所述第一气阀(4)和第二气阀(10)都为单向流通的气阀。

9.根据权利要求8所述的钒电池储液罐的压力平衡装置，其特征在于，所述出气管道(5)靠近外部的一端内设置有过滤层(12)。

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