液流電池系統與液流電池系統的充放電方法
【技術領域】
[0001 ]本申請涉及電池領域，具體而言，涉及一種液流電池系統與液流電池系統的充放電方法。
【背景技術】
[0002]如圖1所示，現有的液流電池系統通常包括電池堆，電池堆包括一個或者多個電池，每個電池都包括正極1、負極2、正極I與負極2之間的交換膜7，通常單側電極采用一個儲液罐1進行循環和回收，整個電池系統配有兩個儲液罐1、一個儲液罐1與液流電池系統中所有的正極I相連，另一個與液流電池系統中所有的負極2相連，并且，正極I通過正極輸液栗5與一個儲液罐10連接，負極2通過負極輸液栗6與另一個儲液罐10連接。
[0003]液流電池系統通過電解液進行電量的存儲和釋放。通常將電解液含有的電量用荷電狀態(State Of Charge，簡稱S0C)參數表示。
[0004]以正極I的充電過程為例，進口電解液處于未充電狀態，經過電極并在其中完成充電。因此與進口電解液相比，出口電解液中高電位介質的濃度較高(即SOC較高)，且整體電勢比進口電解液高。
[0005]現有的方案中，進出口電解液直接在儲液罐10中充分混合，使得進口電解液的高電位介質的濃度不斷提高，使得充電電量增大，出口電解液的高電位介質的濃度不斷降低，使得放電電量減小，液流電池系統中的能量效率為放電電量與充電電量的百分比，由于出口電解液直接在儲液罐1中充分混合，因此使得電池系統的能量較低；另外，同一儲液罐1中電解液各介質的濃度分布不均勻，容易造成充電過程中部分溶液沒有完全達到SOC為100%的滿荷電狀態，降低電池的電量。同樣，放電過程存在類似上述的問題。
【發明內容】
[0006]本申請的主要目的在于提供一種液流電池系統與液流電池系統的充放電方法，以解決現有技術中的電解液直接在儲液罐中混合造成的能量損失的問題。
[0007]為了實現上述目的，根據本申請的一個方面，提供了一種液流電池系統，該液流電池系統包括正極、負極、正極儲液單元、負極儲液單元和交換膜，上述正極儲液單元與上述正極相連，上述負極儲液單元與上述負極相連，上述交換膜設置在上述正極與上述負極之間，其中，上述正極儲液單元和上述負極儲液單元中的至少一個包括至少兩個相互隔離的儲液空間，各上述儲液空間均設置有進口開關與出口開關，且各上述儲液空間與對應的正極或負極通過上述進口開關和上述出口開關可開合地相連。
[0008]進一步地，上述正極儲液單元和上述負極儲液單元各具有一個儲液罐，上述儲液空間設置在一個上述儲液罐中。
[0009]進一步地，具有至少兩個相互隔離的上述儲液空間的上述正極儲液單元和/或上述負極儲液單元具有至少兩個儲液罐，一個上述儲液罐形成一個上述儲液空間。
[0010]進一步地，上述正極儲液單元和上述負極儲液單元各自具有至少兩個上述儲液空間，其中，上述正極儲液單元和上述負極儲液單元中的一個具有至少兩個儲液罐，一個上述儲液罐形成一個上述儲液空間，或者各上述儲液空間隨機分布在各上述儲液罐中；另一個具有一個儲液罐，上述儲液空間設置在一個上述儲液罐中。
[OO11 ] 進一步地，上述正極儲液單元和/或上述負極儲液單元具有至少三個上述儲液空間，且具有至少三個上述儲液空間的上述正極儲液單元和/或上述負極儲液單元具有至少兩個儲液罐，各上述儲液空間隨機分布在各上述儲液罐中。
[0012]進一步地，上述液流電池系統還包括正極輸液栗與負極輸液栗，其中，正極輸液栗設置在上述正極儲液單元與上述正極之間，優選上述正極輸液栗與上述正極儲液單元的儲液空間一一對應設置;負極輸液栗設置在上述負極儲液單元與上述負極之間，優選上述負極輸液栗與上述負極儲液單元的儲液空間一一對應設置。
[0013]根據本申請的另一方面，提供了一種液流電池系統的充放電方法，該充放電方法采用上述液流電池系統實施
[0014]進一步地，上述充放電方法包括:保持N個儲液空間的進口開關是開啟狀態，使上述N個上述儲液空間中的電解液輸送至正極和/或負極進行電化學反應;保持M個上述儲液空間的出口開關是開啟狀態，使得經過上述電化學反應的上述電解液輸送至上述M個儲液空間中，上述M個儲液空間中的至少一個上述儲液空間不是上述N個上述儲液空間中的儲液空間，且上述M個上述儲液空間與上述N個上述儲液空間屬于正極儲液單元或負極儲液單
J L ο
[0015]進一步地，上述M2上述N，上述M個上述儲液空間中的Q個儲液空間為上述N個儲液空間的儲液空間，O N。
[0016]進一步地，上述上述N，上述M個上述儲液空間中的P個儲液空間不是上述N個儲液空間中的儲液空間，其中，O < P < M。
[0017]應用本申請的技術方案，正極儲液單元和/或負極儲液單元中包括至少兩個儲液空間，并且，每個儲液空間的進出口設置有進口開關與出口開關，并且，儲液空間通過進口開關與正極或者負極相連，這樣只需要控制進口開關與出口開關的狀態就可以控制電解液的流向，使得從一個或多個儲液空間進入正極或負極電解液，在發生電化學反應后流出的電解液不再全部都進入其之前的儲液空間中，這樣就可以避免進口電解液與出口電解液直接在同樣的儲液空間混合，也就是說N個儲液空間中至少有一個儲液空間中的進口電解液不會與出口電解液進行混合，該儲液空間中進口電解液的SOC不會持續遞增，使得充電電量下降，同理，在放電過程中出口電解液的SOC也不會持續遞減，使得放電電量增加，這樣最終使得電池系統的能量效率提高；另外，這樣可以避免同一儲液罐中電解液各介質的濃度分布較不均勻，使得充電過程中大部分電解液均達到SOC為100 %的滿荷電狀態，提高了電池的電量。
【附圖說明】
[0018]構成本申請的一部分的說明書附圖用來提供對本申請的進一步理解，本申請的示意性實施例及其說明用于解釋本申請，并不構成對本申請的不當限定。在附圖中:
[0019]圖1示出了現有技術提供的液流電池系統的結構示意圖；
[0020]圖2示出了本申請一種實施例提供的液流電池系統的結構示意圖；
[0021]圖3示出了本申請一種實施例提供的液流電池系統的結構示意圖；
[0022]圖4示出了本申請一種實施例提供的液流電池系統的結構示意圖；以及
[0023]圖5示出了本申請一種實施例提供的液流電池系統的結構示意圖。
[0024]其中，上述附圖包括以下附圖標記:
[°°25] 1、正極；2、負極；3、正極儲液單元;4、負極儲液單元;5、正極輸液栗;6、負極輸液栗;7、交換膜；10、儲液罐;31、第一正極儲液空間；32、第二正極儲液空間；33、第三正極儲液空間；41、第一負極儲液空間；42、第二負極儲液空間；01、第一正極進口開關;02、第一正極出口開關;03、第二正極進口開關;04、第二正極出口開關;05、第三正極進口開關;06、第三正極出口開關;07、第一負極進口開關;08、第一負極出口開關;09、第二負極進口開關;010、第二負極出口開關。
【具體實施方式】
[0026]應該指出，以下詳細說明都是例示性的，旨在對本申請提供進一步的說明。除非另有指明，本文使用的所有技術和科學術語具有與本申請所屬技術領域的普通技術人員通常理解的相同含義。
[0027]需要注意的是，這里所使用的術語僅是為了描述【具體實施方式】，而非意圖限制根據本申請的示例性實施方式。如在這里所使用的，除非上下文另外明確指出，否則單數形式也意圖包括復數形式，此外，還應當理解的是，當在本說明書中使用術語“包含”和/或“包括”時，其指明存在特征、步驟、操作、器件、組件和/或它們的組合。
[0028]正如【背景技術】所介紹的，現有技術中的進口電解液與出口電解液直接在儲液罐中混合導致電解液的能量損失的問題，為了解決如上，本申請提出了一種液流電池系統的充放電方法。
[0029]本申請一種典型的實施方式中，如圖2至5所示，提出了一種液流電池系統，包括正極1、負極2、正極儲液單元3、負極儲液單元4和交換膜7，上述正極儲液單元3與上述正極相連，上述負極儲液單元4與上述負極相連，上述交換膜7設置在上述正極與上述負極之間，上述正極儲液單元3和上述負極儲液單元4中的至少一個包括至少兩個相互隔離的儲液空間，各上述儲液空間均設置有進口開關與出口開關，且各上述儲液空間與對應的正極或負極通過上述進口開關和上述出口開關可開合地相連。
[0030]由于液流電池系統中包含電池堆，一個電池堆包括一個或者多個電池，每個電池均包括正極1、負極2與交換膜7，所以本申請中的正極1(包括圖2至5中的)可以是指一個正極I，也可以是多個電池對應的多個正極I，負極2同樣適用。
[0031 ] 上述的液流電池系統，正極儲液單元3和/或負極儲液單元4中包括至少兩個儲液空間，并且