物的衍生物中的一種或多種；其中醋類可采用植物油脂或礦物油脂等 油脂層，W上有機物均具有不溶于負極電解液，不導電且密度遠小于電解液的特點，例如油 脂的密度一般小于1.Og/cm3,負極電解液的密度為1. 3-1. 4g/cm3,能夠保證油脂層W-定 厚度平鋪且漂浮于負極電解液表面，使其作為液流電池系統(tǒng)負極電解液與空氣的隔絕物 質；本發(fā)明第一管路的負極電解液出口和第二管路的負極電解液入口均處于有機物層下 方，能夠更好的防止從電堆出來的負極電解液與有機物接觸，W及負極電解液攜帶有機物 分子至第二管路的負極電解液入口附近，避免有機物分子被吸入液流電池的碳租中而改變 碳租電極的性質，進而對整個系統(tǒng)造成影響的現象發(fā)生。
[00巧]本發(fā)明在現有技術的靜態(tài)儲存試驗的基礎上進一步研究了2kW級液流電池系統(tǒng) 的動態(tài)長期充放電密封運行試驗，考查了在采用有機物層密封的條件下，不同溫度、不同運 行參數和不同運行策略下電池系統(tǒng)長期循環(huán)時充放電運行穩(wěn)定性和能量衰減情況，試驗結 果表明其容量衰減速度較普通密封方式大大降低的同時，系統(tǒng)具有很好的運行安全性和穩(wěn) 定性。
[0036]下面結合圖表和實驗數據對本發(fā)明所述有機物層的具體實施例進行說明；
[0037] 實施例1 ;
[0038]表1是有機物密封試驗1的試驗參數表，圖2是有機物密封實驗1中的能量密度 隨充放電循環(huán)數的變化曲線圖，圖3是有機物密封實驗1中的效率隨充放電循環(huán)數的變化 曲線圖，如表1、圖2和圖3所示，采用有機物層密封為前提，所述有機物采用醋類，具體為植 物油（主要成分為甘油H酸醋)，通過第一管路連接電堆的負極電解液出口與負極儲罐，保 證第一管路的負極電解液出口始終位于負極電解液液面下方，可W實現密封系統(tǒng)長期運行 而不對液流電池造成影響，具有負極儲罐密封系統(tǒng)的液流電池系統(tǒng)表現出了很好的抗氧氣 氧化的衰減性能，通過連通管路連接負極儲罐和正極儲罐，正極電解液可W通過連通管路 從正極儲罐流入負極儲罐內經歷互混操作后，系統(tǒng)的容量得W恢復，經過取樣檢測系統(tǒng)的 總體價態(tài)仍趨于平衡，即副反應造成的容量衰減量只相當于普通運行模式的30%。
[0039] 表1.有機物密封試驗1的試驗參數表。
[0040]
[0041] 實施例2
[0042]表2是有機物密封實驗2的試驗參數表，圖4是有機物密封實驗2中的能量密度隨 充放電循環(huán)數的變化曲線圖，圖5是有機物密封實驗2中的效率隨充放電循環(huán)數的變化曲 線圖，表3是有機物密封實驗2的衰減和效率數據表，如表2、圖4、圖5和表3所示，采用有 機物層密封為前提，所述有機物采用醋類，具體為礦物油，將有機物層加入已經裝好負極電 解液的負極儲罐中，通過第一管路連接電堆的負極電解液出口和負極儲罐，通過第二管路 連接負極儲罐和電堆的負極電解液入口，W及通過連通管路連接負極儲罐與正極儲罐，負 極儲罐內設置有液位計，用于監(jiān)測負極電解液液位變化，實際應用時可W通過監(jiān)測有機物 層的液位變化獲知負極電解液的液位變化，控制單元連接電磁閥和液位計，當液位計所監(jiān) 測的負極電解液液位高度低于等于第一液位高度時控制電磁閥開啟，電磁閥開啟之后當液 位計所監(jiān)測的負極電解液液位高于等于第二液位高度時控制電磁閥關閉，假設最初負極電 解液面至第二管路入口的距離為A，則當負極電解液面下降至A/2時，控制單元控制電磁閥 開啟，正極儲罐內的正極電解液通過連通管路自動流入負極儲罐內，W保持負極電解液的 液位處于安全高度，當負極電解液恢復至初始液面高度A時，控制單元控制電磁閥關閉，其 中A為所述的第二液位高度，A/2為所述的第一液位高度，根據實驗結果能夠看出通過連接 正極儲罐和負極儲罐的連通管路、W及控制單元根據負極電解液液位狀態(tài)對設置在連通管 路上的電磁閥的開關狀態(tài)的控制，保證了負極電解液處于安全液位狀態(tài)，每間隔若干個充 放電循環(huán)，系統(tǒng)自動將正極儲罐內的正極電解液轉入負極儲罐內，結合W有機物層密封負 極電解液的前提條件，與普通的液流電池系統(tǒng)相比，具有較好的抗衰減性能和運行安全性。
[0043] 表2.有機物密封實驗2的試驗參數表。
[0047]表3中CE為庫侖效率，表示放電容量與充電容量Ah的比值，在本密封試驗中，可W表示在充電后長期儲存后，放電容量是否能保持；EE為能量效率，表示放電能量與充電 能量剛1的比值，在本實驗中測試機理同CE;VE為電壓效率，表示放電平均電壓與充電平均 電壓的比值，可W看出采用負極電解液密封系統(tǒng)對液流電池系統(tǒng)效率無影響。
[004引 實施例3
[0049]表4是有機物密封實驗3的試驗參數表，表5是有機物密封實驗3的試驗結果數據 表，為考察具有負極儲罐密封系統(tǒng)的液流電池系統(tǒng)在滿充電后長期儲存期間的放電容量保 持情況，如表4、表5所示，有機物采用醋類和焼姪類的混合物，具體為大豆油和十二焼的混 合物，試驗采用2kW液流電池系統(tǒng)，在系統(tǒng)充電后，此時負極電解液中2價饑V2+已達到一 定濃度，將系統(tǒng)放電程序擱置，循環(huán)粟停止，靜置一段時間后再次啟動循環(huán)粟和放電程序， 考察系統(tǒng)參數的變化情況。
[0050] 表4.有機物密封實驗3的試驗參數表。
[0051]
[00巧]表5中CE為庫侖效率，表示放電容量與充電容量Ah的比值，在本密封試驗中，可W表示在充電后長期儲存后，放電容量是否能保持；EE為能量效率，表示放電能量與充電 能量剛1的比值，在本實驗中測試機理同CE。
[0056] 實施例4
[0057] 采用實施例1中的管路設計，表6是有機物密封實驗4的試驗參數表，表7是有機 物密封實驗4的試驗結果數據表，如表6所示，有機物采用醇類，具體為環(huán)戊醇，試驗結果如 表7所示。
[0058] 表6.有機物密封實驗4的試驗參數表。
[0059]

[00的]實施例5
[0063] 表8是有機物密封實驗5的試驗參數表，表9是有機物密封實驗5的衰減和效率 數據表，如表8、表9所示，有機物采用焼姪類，具體為正辛焼。
[0064] 表8.有機物密封實驗5的試驗參數表。
[006引 實施例6
[0069] 表10是有機物密封實驗6的試驗參數表，表11是有機物密封實驗6的衰減和效 率數據表，如表10、表11所示，有機物采用離類，具體為正丙離。
[0070] 表10.有機物密封實驗6的試驗參數表。
[0074]W上所述，僅為本發(fā)明較佳的【具體實施方式】，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此， 任何熟悉本技術領域的技術人員在本發(fā)明掲露的技術范圍內，根據本發(fā)明的技術方案及其 發(fā)明構思加W等同替換或改變，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內。
【主權項】
1. 一種液流電池負極電解液密封系統(tǒng)，其特征在于包括： 設置在負極儲罐（7 )內的負極電解液（6 )上的有機物層（5 ); 連接電堆（3)的負極電解液出口（2)與負極儲罐（7)的第一管路（1);所述第一管路（1)一端與電堆（3)的負極電解液出口（2)相連接，另一端置于負極儲罐（7)內； 連接負極儲罐（7)與電堆（3)的負極電解液入口（12)的第二管路（8)。2. 根據權利要求1所述的一種液流電池負極電解液密封系統(tǒng)，其特征在于所述有機物 層（5)為在工作溫度下為液態(tài)且不溶于水的有機物，選自長鏈或環(huán)狀的烷烴類、醇類、醛類、 醚類、酮類、羧酸類、酯類和以上有機物的衍生物中的一種或多種。3. 根據權利要求2所述的液流電池負極電解液密封系統(tǒng)，其特征在于在工作溫度下所 述有機物的密度小于I. 2g/cm3 ;所述有機物層的厚度為2~100mm。4. 根據權利要求1所述的一種液流電池負極電解液密封系統(tǒng)，其特征在于所述第一管 路（1)另一端始終位于負極電解液（6)液面下方處。5. 根據權利要求4所述的一種液流電池負極電解液密封系統(tǒng)，其特征在于所述第一管 路（1)另一端與負極電解液（6)液面之間的距離同負極電解液（6)高度的比值小于20%。6. 根據權利要求1所述的一種液流電池負極電解液密封系統(tǒng)，其特征在于還包括： 設置在負極儲罐（7)與正極儲罐（11)之間的連通管路（13); 設置在連通管路（13)上，用于開啟或關閉連通管路（13)的電磁閥（15)。7. 根據權利要求6所述的一種液流電池負極電解液密封系統(tǒng)，其特征在于還包括： 設置在負極儲罐（7)內，用于監(jiān)測負極電解液（6)液位變化的液位計（4); 連接電磁閥（15)和液位計（4)，用于當液位計（4)所監(jiān)測的負極電解液（6)液位高度低 于等于第一液位高度時控制電磁閥（15)開啟，電磁閥（15)開啟之后當液位計（4)所監(jiān)測的 負極電解液（6)液位高于等于第二液位高度時控制電磁閥（15)關閉的控制單元（10)。8. 根據權利要求1所述的一種液流電池負極電解液密封系統(tǒng)，其特征在于所述第一管 路（1)的置于負極儲罐（7)內的有機物層（5)上面的管路部分采用伸縮管（16)。9. 根據權利要求8所述的一種液流電池負極電解液密封系統(tǒng)，其特征在于所述伸縮管 (16)外設置有浮球（17)。10. -種液流電池系統(tǒng)，其特征在于包括電堆（3)、正極儲罐（11)、負極儲罐（7)、以及 權利要求1至9任一項所述的液流電池負極電解液密封系統(tǒng)。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種液流電池負極電解液密封系統(tǒng)及液流電池系統(tǒng)，所述液流電池負極電解液密封系統(tǒng)包括：設置在負極儲罐內的負極電解液上的有機物層；連接電堆的負極電解液出口與負極儲罐的第一管路；所述第一管路一端與電堆的負極電解液出口相連接，另一端置于負極電解液內；連接負極儲罐與電堆的負極電解液入口的第二管路；本發(fā)明通過在負極儲罐內的負極電解液上設置有機物層，由于液態(tài)有機物分子具有良好的流動性和氣密性，保證了負極電解液對空氣的較好的空氣隔絕效果，通過連通管路連接負極儲罐與正極儲罐，保證了負極電解液處于安全液位狀態(tài)，且與普通的液流電池系統(tǒng)相比，降低了容量衰減速度，具有較好的運行安全性和穩(wěn)定性。
【IPC分類】H01M8/18, H01M8/02
【公開號】CN104900892
【申請?zhí)枴緾N201410075336
【發(fā)明人】高新亮, 張華民, 許曉波, 王曉麗, 劉若男, 李穎, 林則青, 鄒毅, 楊振坤
【申請人】大連融科儲能技術發(fā)展有限公司
【公開日】2015年9月9日
【申請日】2014年3月3日