CN220155575U - 一种全钒流体储能设备及全钒液流电池 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及钒流电池技术领域，特别是涉及一种全钒流体储能设备及全钒液流电池，包括能量单元、功率单元和输运单元；功率单元位于对称的能量单元之间，并通过输运单元与能量单元相连通；功率单元的底部设置检测装置，若漏液则触发系统报警。本实用新型在电堆模块正下方放置接液槽，在接液槽内放置漏液传感器，漏液传感器底部有两个金属片，正常状态下，两个金属片不接触。当电堆模块发生渗漏液,且漏出的电解液流经漏液传感器时，由于电解液的导电性,会导致两个金属片导通，从而触发系统报警，提高安全性；此外本实用新型所使用的氟皮膜以及电解液能够降低腐蚀，配合泄压阀降低储液罐的压力，减少漏液情况的发生。
Description
技术领域
本实用新型涉及钒流电池技术领域，特别是涉及一种全钒流体储能设备及全钒液流电池。
背景技术
现如今市场已存在全钒液流电池,但仍然存在缺点：1.储能技术成本费用过高,很难大规模大面积应用全钒液流电池的储能技术。2.生产技术还没稳定,渗漏液技术并没有攻克，钒液流电池还存在电解液、离子交换膜等至关重要材料的牵制；3.钒流电池容易漏液且漏液后不易被发现，需要人工定期进行检测，影响使用。
实用新型内容
本实用新型目的是针对背景技术中存在的问题，提出一种全钒流体储能设备及全钒液流电池。
本实用新型的技术方案，一种全钒液流电池，包括能量单元、功率单元和输运单元，能量单元设置左右对称的两组；功率单元位于对称的能量单元之间，并通过输运单元与能量单元相连通；
功率单元的底部设置检测装置，检测装置检测功率单元是否漏液，若漏液则触发系统报警。
优选的，能量单元包括储液罐和设置在储液罐内的电解液。
优选的，电解液为盐酸、硫酸以及V2O5的混合溶液。
优选的，功率单元为电堆，其包括电极、双极板、隔膜、电极框、集流板、导流板和电池端板；
隔膜位于电堆中心；电极对称设置两组分别位于隔膜的正反两面；
双极板对称设置两组并位于左右两侧电极的外侧；
电极框对电极和双极板进行固定；
集流板设置在电极框远离双极板的一侧；集流板上设置有与负载连接的引线；
电池端板对集流板进行组装；
电堆外侧设置密封壳体；输运单元的管路穿过密封壳体与电池端板连接。
优选的，隔膜为氟皮膜。
优选的，输运单元还包括循环泵和泄压阀；循环泵设置在管路上；泄压阀设置多个且均安装在储液罐的侧面。
优选的，电堆底部设置接液槽，检测装置安装在接液槽内。
优选的，检测装置包括漏液传感器；漏液传感器设置两个不接触的金属片；若电解液漏液则与电解液接触的金属片导电，触发报警；检测装置内置无线通信模块将报警信号与上位机进行通信。
一种全钒流体储能设备，包含多组上述的全钒液流电池。
与现有技术相比，本实用新型具有如下有益的技术效果：
1、在原有硫酸水溶液的基础上，将盐酸和硫酸混合来提高饱和度。同时废弃具有腐蚀性钒离子，选用V2O5可以完全代替之前钒离子的作用，且可以提高导电能力；降低腐蚀；并且在储液罐上设置GOEL泄压阀，该泄压阀防水透气防爆，可以排除内部过高的压力，减少漏液的可能。
2、由于传统的全氟磺酸膜对环境具有污染但又具有耐腐蚀,耐高温,封装性好等独特优势,为此我选用氟皮膜,将离子交换膜的外层涂布一层氟。这样既可以降低氟对环境的污染又不会产生漏液等问题。
3、电堆模块正下方放置接液槽，在接液槽内放置漏液传感器,漏液传感器底部有两个金属片,正常状态下,两个金属片不接触。当电堆模块发生渗漏液,且漏出的电解液流经漏液传感器时,由于电解液的导电性,会导致两个金属片导通,从而触发系统报警。
附图说明
图1为本实用新型的整体结构示意图；
图2为本实用新型电堆的内部结构示意图。
附图标记：1、储液罐；2、泄压阀；3、电堆；4、循环泵；5、管路；6、接液槽；31、负载；32、电极；33、双极板；34、电池端板；35、集流板；36、隔膜；37、电极框。
具体实施方式
实施例1
如图1-2所示，本实用新型提出的一种全钒液流电池，包括能量单元、功率单元和输运单元，能量单元设置左右对称的两组；功率单元位于对称的能量单元之间，并通过输运单元与能量单元相连通；
能量单元包括储液罐1和设置在储液罐1内的电解液；电解液为盐酸、硫酸以及V2O5的混合溶液；现有技术中使用硫酸水溶液以及钒离子的电解液，其反应方程式如下：
正极：V4+→V5++e-，
VO2 ++H2O-e-→VO2++2H+
负极：V3++e-→V2+
本实用新型所使用的电解液，其反应方程式如下：
正极：V4+→V5++e-
VO2 ++H2O-e-→VO2++2H+
负极：V2O5+H++SO4 2-→(VO2)2SO4+H2O
由上述方程式可知原负极反应从失一个电子到改进后的失去三个电子。理论上提高的反应效率。且由钒离子更换为五氧化二钒后也可以实现循环，反应仍可正常进行且反应效率更高。
在本实施例中，功率单元为电堆3，其包括电极32、双极板33、隔膜36、电极框37、集流板35、导流板和电池端板34；
隔膜36位于电堆3中心，隔膜36为氟皮膜；电极32对称设置两组分别位于隔膜36的正反两面；
双极板33对称设置两组并位于左右两侧电极32的外侧；
电极框37对电极32和双极板33进行固定；
集流板35设置在电极框37远离双极板33的一侧；集流板35上设置有与负载31连接的引线；
电池端板34对集流板35进行组装；
电堆3外侧设置密封壳体；输运单元的管路5穿过密封壳体与电池端板34连接；
与现有技术相比，传统的全氟磺酸膜含氟量就高，对环境具有污染但又具有耐腐蚀，耐高温，封装性好等独特优势，本实用新型所使用的氟皮膜，仅仅是在离子交换膜的外层涂布一层氟，这样减少了氟的用量，减少了对环境的污染又降低了腐蚀性能，减少漏液问题。
在本实施例中，输运单元还包括循环泵4和泄压阀2；循环泵4设置在管路5上；泄压阀2设置多个且均安装在储液罐1的侧面；泄压阀2为GOEL泄压阀2，其形状形如螺丝，在储液罐1侧面的顶部和底部均有安装，在实际使用的过程中若储液罐1压力过高则可通过泄压阀2进行泄压保证安全。
在本实施例中，电堆3底部设置接液槽6，检测装置安装在接液槽6内；检测装置包括漏液传感器；漏液传感器设置两个不接触的金属片；若电解液漏液则与电解液接触的金属片导电，触发报警；检测装置内置无线通信模块将报警信号与上位机进行通信。
检测装置检测功率单元是否漏液，若漏液则触发系统报警。
上面结合附图对本实用新型的实施方式作了详细说明，但是本实用新型并不限于此，在所属技术领域的技术人员所具备的知识范围内，在不脱离本实用新型宗旨的前提下还可以作出各种变化。
Claims (8)
1.一种全钒液流电池，包括能量单元、功率单元和输运单元，其特征在于，能量单元设置左右对称的两组；功率单元位于对称的能量单元之间，并通过输运单元与能量单元相连通；
功率单元的底部设置检测装置，检测装置检测功率单元是否漏液，若漏液则触发系统报警。
2.根据权利要求1所述的一种全钒液流电池，其特征在于，能量单元包括储液罐(1)和设置在储液罐(1)内的电解液。
3.根据权利要求1所述的一种全钒液流电池，其特征在于，功率单元为电堆(3)，其包括电极(32)、双极板(33)、隔膜(36)、电极框(37)、集流板(35)、导流板和电池端板(34)；
隔膜(36)位于电堆(3)中心；电极(32)对称设置两组分别位于隔膜(36)的正反两面；
双极板(33)对称设置两组并位于左右两侧电极(32)的外侧；
电极框(37)对电极(32)和双极板(33)进行固定；
集流板(35)设置在电极框(37)远离双极板(33)的一侧；集流板(35)上设置有与负载(31)连接的引线；
电池端板(34)对集流板(35)进行组装；
电堆(3)外侧设置密封壳体；输运单元的管路(5)穿过密封壳体与电池端板(34)连接。
4.根据权利要求3所述的一种全钒液流电池，其特征在于，隔膜(36)为氟皮膜。
5.根据权利要求4所述的一种全钒液流电池，其特征在于，输运单元还包括循环泵(4)和泄压阀(2)；循环泵(4)设置在管路(5)上；泄压阀(2)设置多个且均安装在储液罐(1)的侧面。
6.根据权利要求1所述的一种全钒液流电池，其特征在于，电堆(3)底部设置接液槽(6)，检测装置安装在接液槽(6)内。
7.根据权利要求6所述的一种全钒液流电池，其特征在于，检测装置包括漏液传感器；漏液传感器设置两个不接触的金属片；若电解液漏液则与电解液接触的金属片导电，触发报警；检测装置内置无线通信模块将报警信号与上位机进行通信。
8.一种全钒流体储能设备，其特征在于，包含多组如权利要求1-7任一项所述的全钒液流电池。
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