專利名稱：用于液流電池儲液罐的密封方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及液流電池領(lǐng)域，特別是用于液流電池儲液罐的密封方法。
背景技術(shù)：
液流電池作為一種性能優(yōu)良的儲能系統(tǒng)，在光伏/風(fēng)能系統(tǒng)、電網(wǎng)調(diào)峰系統(tǒng)、工業(yè)電池、緊急不間斷供電設(shè)備等方面具有廣泛的應(yīng)用前景。其優(yōu)勢主要有以下幾方面輸出功率和儲能容量是相互獨(dú)立的，其輸出功率取決于電堆的性能，容量取決于電解液的濃度和體積，因此在使用中，輸出功率一定時(shí)，容量的大小只需通過調(diào)節(jié)電解液的濃度和體積就可實(shí)現(xiàn)；充放電中化學(xué)反應(yīng)簡單迅速，不存在固相變化，反應(yīng)只在溶液中進(jìn)行，電極不參與反應(yīng)，可快速充放電；由于活性物質(zhì)在電解液中，可實(shí)現(xiàn)100%放電而不影響電池性能；工藝結(jié)構(gòu)簡單，電池多使用普遍的廉價(jià)碳材料和工程塑料，來源廣泛豐富；其儲能系統(tǒng)不受場地的限制，選址自由。為了防止空氣中的氧氣將負(fù)極電解液中低價(jià)態(tài)離子氧化，需要將儲液罐密封，同時(shí)保證正、負(fù)極壓力相同。中國專利文獻(xiàn)200910055810. 6公開的《全釩液流儲能電池密封式電解液儲液罐的排氣系統(tǒng)》，用管路溝通封閉式正、負(fù)極電解液儲液罐上部氣室，使其壓力平衡。管路的二端應(yīng)設(shè)置有彎頭，整條管路呈Π形狀，以補(bǔ)償管路安裝變形、儲液罐變形和基礎(chǔ)滑移等因素，以減小對管路密封處附加應(yīng)力的影響，從而提高管路密封可靠性。在管路中間設(shè)置壓力表和氣體釋放閥。當(dāng)儲液罐上部氣室壓力超過設(shè)定值時(shí)，氣體釋放閥會(huì)自動(dòng)打開，向大氣排氣，使封閉式電解液儲液罐的上部氣室的壓力不再升高，保證電解液儲液罐安全可靠地工作。設(shè)定值在現(xiàn)場可根據(jù)壓力表示值來調(diào)整。該專利文獻(xiàn)提出的構(gòu)想是通過Π型管路將正、負(fù)極儲液罐連通，同時(shí)在Π型管路中間設(shè)置壓力表和氣體釋放閥，解決正、負(fù)極壓力不平衡及儲液罐壓力過大問題。另有美國專利US7517608B2提出了關(guān)于《液流電池安全儲存系統(tǒng)》的設(shè)計(jì)方案，也是為了提高電池的能量效率，減少易燃?xì)怏w，其基本構(gòu)想是通過將正、負(fù)極儲液罐連通，解決正、負(fù)極壓力不平衡問題。申請人在研究中發(fā)現(xiàn)，上述專利文獻(xiàn)提出“通過將正、負(fù)極儲液罐連通，解決正、負(fù)極壓力不平衡問題”的這種設(shè)計(jì)構(gòu)想不適合應(yīng)用到具有氧氣能的氧化電解液離子的系統(tǒng)。這是由于正極副反應(yīng)產(chǎn)生的少量氧氣會(huì)氧化低價(jià)態(tài)電解液離子，尤其是負(fù)極電解液，從而會(huì)造成電池自放電和正、負(fù)極充電態(tài)不一致的后果，所以需要將正、負(fù)極儲液罐完全隔開，并且要保證正、負(fù)極儲液罐壓力相同。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是，針對與現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，進(jìn)行改進(jìn)，提出用于液流電池儲液罐的密封方法。本發(fā)明通過優(yōu)化儲液罐的密封設(shè)計(jì)，解決正、負(fù)極壓力不平衡，從而延長離子交換膜的使用壽命，提高液流電池的效率和使用壽命。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是，在儲液罐上安裝密封蓋，儲液罐裝入電解液后進(jìn)行密封處理，其特征在于，將密封好的儲液罐再用液體或氣體進(jìn)行間接密封處理，經(jīng)過液體或氣體間接密封處理后的儲液罐內(nèi)的壓力始終為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓。
其特征在于，進(jìn)行間接密封處理所用液體為密封液體，密封液體與儲液罐中的電解液之間采用導(dǎo)管連接。其特征在于，導(dǎo)管與儲液罐配連，導(dǎo)管與儲液罐連接的一端進(jìn)入儲液罐中，且位于儲液罐中的電解液上方，導(dǎo)管的另一端在儲液罐外。其特征在于，導(dǎo)管采用U型導(dǎo)管或返水彎結(jié)構(gòu)導(dǎo)管。其特征在于，采用U型導(dǎo)管與儲液罐配連時(shí)，在儲液罐外的U型導(dǎo)管的一端浸入密封液體中2-5cm。其特征在于，采用返水彎結(jié)構(gòu)導(dǎo)管與儲液罐配連時(shí)，密封液體注入返水彎結(jié)構(gòu)導(dǎo)管中，在儲液罐外的返水彎結(jié)構(gòu)導(dǎo)管的端口和空氣相通。其特征在于，采用U型導(dǎo)管與儲液罐配連時(shí)，密封液體用容器存放在儲液罐外，使用返水彎結(jié)構(gòu)導(dǎo)管與儲液罐配連時(shí)，密封液體處在返水彎結(jié)構(gòu)導(dǎo)管的彎曲部分，返水彎結(jié)構(gòu)導(dǎo)管的彎曲部分在儲液罐外。其特征在于，進(jìn)行間接密封處理所用氣體為密封氣體，密封氣體采用導(dǎo)管連接到儲液罐中。其特征在于，導(dǎo)管的一端與密封氣體相通導(dǎo)管的一端與密封氣體相通，導(dǎo)管的另一端連接到儲液罐中；密封氣體采用氣體袋存放在儲液罐外。其特征在于，密封液體采用不易揮發(fā)的有機(jī)溶劑，如液體石蠟、煤油中的一種，或者采用任何一種不易揮發(fā)的有機(jī)溶劑與水的混合液體；密封氣體采用還原性穩(wěn)定氣體，如氮?dú)?、氬氣中的一種。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是，密封方法簡單、方便、有效；解決了由于低價(jià)態(tài)離子的氧化造成電池正、負(fù)極充電態(tài)不一致和由于壓力不平衡問題帶來的離子滲透、水滲透以及隔膜老化等問題；能夠有效地延長隔膜的使用壽命，提高液流電池的庫倫效率和使用壽命。


圖1、本發(fā)明采用U型導(dǎo)管對液流電池儲液罐進(jìn)行密封的示意2、本發(fā)明采用返水彎結(jié)構(gòu)導(dǎo)管對液流電池儲液罐進(jìn)行密封的示意3、本發(fā)明采用氣體袋對液流電池儲液罐進(jìn)行密封的示意圖
具體實(shí)施例方式下面，結(jié)合附圖對本發(fā)明的實(shí)施例做進(jìn)一步詳細(xì)說明。如圖1所示，本發(fā)明采用儲液罐1、容器6、導(dǎo)管3。導(dǎo)管3與儲液罐1配連。儲液罐1上部設(shè)有進(jìn)液口 5，儲液罐1下部設(shè)有出液口 7。導(dǎo)管3采用U型導(dǎo)管。其中，容器6 在儲液罐1外，容器6裝有密封液體2。容器6通過導(dǎo)管3與儲液罐1配連。本發(fā)明采用密封液體2作為進(jìn)行間接密封處理的液體。儲液罐1儲存有電解液，儲存有電解液的儲液罐1經(jīng)過密封處理，安裝了密封蓋4。 將密封好的儲液罐1再用液體進(jìn)行間接密封處理，經(jīng)過液體間接密封處理后的儲液罐1內(nèi)的壓力始終為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓。應(yīng)用本發(fā)明要注意，儲液罐1中儲存電解液的總量不應(yīng)超過儲液罐1總?cè)萘康?/5，以便調(diào)節(jié)導(dǎo)管3的位置。導(dǎo)管3與儲液罐1配接的一端穿過密封蓋4進(jìn)入儲液罐1中，在儲液罐1中電解液的上方。裝在儲液罐1上的密封蓋4采用螺紋結(jié)構(gòu)密封，導(dǎo)管3與儲液罐1上的密封蓋 4的配接處同樣采用螺紋結(jié)構(gòu)密封，同時(shí)進(jìn)液口 5與儲液罐1的配接也采用螺紋結(jié)構(gòu)密封， 出液口 7與儲液罐1的配接也采用螺紋結(jié)構(gòu)密封，這樣密封的優(yōu)勢在于方便整體的安裝與調(diào)節(jié)。容器6中的密封液體2的容量大約為容器6的總?cè)萘康?/3，導(dǎo)管3浸入容器6的密封液體2中，深度為2-5cm。密封液體2若為水與液體石蠟、煤油等不易揮發(fā)有機(jī)溶劑中的一種的混合物作為密封液體2，則液體石蠟、煤油等不易揮發(fā)有機(jī)溶劑在容器6中不易超過 2cm0如圖2所示，本發(fā)明的另一實(shí)施例，采用儲液罐1、導(dǎo)管3。導(dǎo)管3采用返水彎結(jié)構(gòu)導(dǎo)管。其中，返水彎結(jié)構(gòu)導(dǎo)管的彎曲部分裝有密封液體2。本發(fā)明采用密封液體2作為進(jìn)行間接密封處理的液體。儲液罐1儲存有電解液，儲存有電解液的儲液罐1經(jīng)過密封處理，安裝了密封蓋4。 儲液罐1上部設(shè)有進(jìn)液口 5，儲液罐1下部設(shè)有出液口 7。返水彎結(jié)構(gòu)導(dǎo)管3的一端與儲液罐1配連。返水彎結(jié)構(gòu)導(dǎo)管3的另一端位于儲液罐1外的開口與空氣相通。本發(fā)明將密封好的儲液罐1再用液體進(jìn)行間接密封處理，經(jīng)過液體間接密封處理后的儲液罐1內(nèi)的壓力始終為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓。應(yīng)用本發(fā)明要注意，儲液罐1中儲存的電解液的總量不應(yīng)超過儲液罐1的容積的4/5，這是為了便調(diào)節(jié)返水彎結(jié)構(gòu)導(dǎo)管3的位置。返水彎結(jié)構(gòu)導(dǎo)管3穿過密封蓋4進(jìn)入儲液罐1中，在儲液罐1中電解液的上方。裝在儲液罐1上的密封蓋4采用螺紋結(jié)構(gòu)密封，返水彎結(jié)構(gòu)導(dǎo)管3與儲液罐蓋子4的配接處同樣采用螺紋結(jié)構(gòu)密封，同時(shí)進(jìn)液口 5與儲液罐1的配接也采用螺紋結(jié)構(gòu)密封，出液口 7與儲液罐1的配接也采用螺紋結(jié)構(gòu)密封，這樣密封的優(yōu)勢在于方便整體的安裝與調(diào)節(jié)。密封液體2為液體石蠟、煤油等不易揮發(fā)的有機(jī)溶劑或者其中任何一種有機(jī)溶劑與水的混合液體。如圖3所示，本發(fā)明的第三個(gè)實(shí)施例，采用儲液罐1、導(dǎo)管3、氣體袋8。氣體袋8充有密封氣體。本發(fā)明采用密封氣作為進(jìn)行間接密封處理的氣體。密封氣體采用氣體袋8存放，氣體袋8在儲液罐1外。其中，氣體袋8通過導(dǎo)管3與儲液罐1配連。儲液罐1儲存有電解液，儲存有電解液的儲液罐1經(jīng)過密封處理，安裝了密封蓋4。儲液罐1上部設(shè)有進(jìn)液口 5，儲液罐1下部設(shè)有出液口 7。導(dǎo)管3的一端與儲液罐1配連。導(dǎo)管3的另一端與氣體袋配連。導(dǎo)管3采用導(dǎo)氣管，導(dǎo)氣管選用普通導(dǎo)氣管。本發(fā)明將密封好的儲液罐1再用氣體進(jìn)行間接密封處理，經(jīng)過氣體間接密封處理后的儲液罐1內(nèi)的壓力始終為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓。應(yīng)用本發(fā)明要注意，儲液罐1中儲存的電解液的總量不應(yīng)超過儲液罐1的容積的4/5， 這是為了便調(diào)節(jié)導(dǎo)管3的位置。導(dǎo)管3穿過密封蓋4進(jìn)入儲液罐1中，在儲液罐1中電解液的上方。裝在儲液罐1上的密封蓋4采用螺紋結(jié)構(gòu)形式密封，導(dǎo)管3與儲液罐1上的密封蓋4的配接處同樣采用螺紋結(jié)構(gòu)密封，同時(shí)進(jìn)液口 5與儲液罐1的配接也采用螺紋結(jié)構(gòu)密封，出液口 7與儲液罐1的配接也采用螺紋結(jié)構(gòu)密封，這樣密封的優(yōu)勢在于方便整體的安裝與調(diào)節(jié)。密封氣體采用還原性穩(wěn)定氣體，如氮?dú)?、氬氣中的一種。應(yīng)用氣體進(jìn)行間接密封處理時(shí)要注意，儲液罐1若采用氮?dú)庾鳛槊芊鈿怏w除去空氣，氣體袋8則采用充有氮?dú)獾臍怏w袋；若用氬氣作為密封氣體除去空氣，氣體袋8則采用充有氬氣的氣體袋。以上應(yīng)用了具體實(shí)例對本發(fā)明進(jìn)行了闡述，但是，以上具體實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其創(chuàng)新的核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明基本構(gòu)想的前提下，可以對本發(fā)明進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.用于液流電池儲液罐的密封方法，在儲液罐上安裝密封蓋，儲液罐裝入電解液后進(jìn)行密封處理，其特征在于，將密封好的儲液罐(1)再用液體或氣體進(jìn)行間接密封處理，經(jīng)過液體或氣體間接密封處理后的儲液罐(1)內(nèi)的壓力始終為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于液流電池儲液罐的密封方法，其特征在于，進(jìn)行間接密封處理所用液體為密封液體，密封液體( 與儲液罐(1)中的電解液之間采用導(dǎo)管(3)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于液流電池儲液罐的密封方法，其特征在于，導(dǎo)管(3)與儲液罐(1)配連，導(dǎo)管C3)與儲液罐(1)連接的一端進(jìn)入儲液罐(1)中，且位于儲液罐(1) 中的電解液上方，導(dǎo)管(3)的另一端在儲液罐(1)夕卜。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于液流電池儲液罐的密封方法，其特征在于，導(dǎo)管C3)采用 U型導(dǎo)管或返水彎結(jié)構(gòu)導(dǎo)管。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于液流電池儲液罐的密封方法，其特征在于，采用U型導(dǎo)管與儲液罐配連時(shí)，在儲液罐(1)外的U型導(dǎo)管的一端浸入密封液體O)中2-5cm。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于液流電池儲液罐的密封方法，其特征在于，采用返水彎結(jié)構(gòu)導(dǎo)管與儲液罐配連時(shí)，密封液體(2)注入返水彎結(jié)構(gòu)導(dǎo)管中，在儲液罐(1)外的返水彎結(jié)構(gòu)導(dǎo)管的端口和空氣相通。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于液流電池儲液罐的密封方法，其特征在于，采用U型導(dǎo)管與儲液罐配連時(shí)，密封液體(2)用容器(6)存放在儲液罐(1)外，使用返水彎結(jié)構(gòu)導(dǎo)管與儲液罐配連時(shí)，密封液體(2)處在返水彎結(jié)構(gòu)導(dǎo)管的彎曲部分，返水彎結(jié)構(gòu)導(dǎo)管的彎曲部分在儲液罐(1)外。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于液流電池儲液罐的密封方法，其特征在于，進(jìn)行間接密封處理所用氣體為密封氣體，密封氣體采用導(dǎo)管C3)連接到儲液罐(1)中。
9.根據(jù)權(quán)利要求8述的用于液流電池儲液罐的密封方法，其特征在于，導(dǎo)管(3)的一端與密封氣體相通，導(dǎo)管C3)的另一端連接到儲液罐(1)中；密封氣體采用氣體袋(8)存放在儲液罐⑴外。
10.根據(jù)權(quán)利要求2或8所述的用于液流電池儲液罐的密封方法，其特征在于，密封液體( 采用不易揮發(fā)的有機(jī)溶劑，如液體石蠟、煤油中的一種，或者采用液體石蠟、煤油中任何一種不易揮發(fā)的有機(jī)溶劑與水的混合液體；密封氣體( 采用還原性穩(wěn)定氣體，如氮?dú)?、氬氣中的一種。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于液流電池儲液罐的密封方法，在儲液罐上安裝密封蓋，儲液罐裝入電解液后進(jìn)行密封處理，將密封好的儲液罐再用液體或氣體進(jìn)行間接密封處理，經(jīng)過液體或氣體間接密封處理后的儲液罐內(nèi)的壓力始終為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓。進(jìn)行間接密封處理所用液體或氣體為密封液體或密封氣體。密封液體或密封氣體與儲液罐之間采用導(dǎo)管連接。導(dǎo)管的另一端在儲液罐外。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是，密封方法簡單、方便、有效；解決了由于低價(jià)態(tài)離子的氧化造成電池正、負(fù)極充電態(tài)不一致和由于壓力不平衡問題帶來的離子滲透、水滲透以及隔膜老化等問題；能夠有效地延長隔膜的使用壽命，提高液流電池的庫倫效率和使用壽命。
文檔編號H01M8/04GK102244281SQ20111013902
公開日2011年11月16日 申請日期2011年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月27日
發(fā)明者劉納, 劉飛, 李愛魁, 羅傳仙, 郭興蓬, 陳家宏 申請人:國網(wǎng)電力科學(xué)研究院武漢南瑞有限責(zé)任公司