一种铁铬液流电池运行维护方法与流程

一种铁铬液流电池运行维护方法与流程

铁铬液流电池在长时间运行后，会出现容量衰减和效率降低的问题。针对这一现象，上海金雨新能储能科技有限公司研发了一种新的运行维护方法，通过调换正负极电极来提升电池系统的容量与效率。这种方法能够在一定程度上恢复电池性能，延长电池使用寿命。

本发明涉及一种铁铬液流电池运行维护方法，属于液流电池。

背景技术：

1、铁铬液流电池在运行一段时间后会出现容量衰减、效率降低的现象，导致这一现象的主要原因在于析氢等因素造成的电解液中正负极活性物质的价态失衡，因此现有技术大多通过调整价态失衡的手段来进行容量恢复。如现有专利cn117039083a《一种铁铬液流电池电解液的再生方法》提出使用硫化氢还原电解液中的三价铁的方法对电解液进行恢复；现有专利cn108292771a《具有箱内电解质再平衡的密封的水相液流电池系统》使用系统内析出的氢气在催化剂的参与下直接对正极的三价铁进行还原；cn113314733a《铁铬液流电池再平衡系统》则是采用析氯的方式来调控系统内的价态失衡。上述技术手段均是通过对电解液进行处理来对系统的容量进行恢复。而在铁铬液流电池系统长时间运行后，仅仅对电解液进行处理虽然能够恢复大部分衰减的容量，但往往不能完全恢复；即使更换新的未使用的电解液，电堆的效率及容量依然不能恢复至长时间运行最初的水平。在铁铬液流电池运行过程中，电极的负极长期处于还原性的环境当中，在长时间运行过后，负极电极的性质会发生改变，而这种改变会使得活性物质在电极上的电化学活性发生改变并最终导致系统效率降低、容量减少。

技术实现思路

1、本发明的目的是：针对铁铬液流电池系统长时间运行后电极性能发生改变导致电堆效率降低、容量减少的现象，本发明提供一种铁铬液流电池运行维护方法，该方法通过调换正负极电极：以原正极电极作负极、原负极作正极来提升长时间运行后的液流电池系统的容量与效率。

2、为了实现上述目的，本发明提供一种铁铬液流电池运行维护方法，包括：

3、步骤1：在液流电池系统运行的最初阶段记录能够稳定运行的参数，所述参数包括系统充放电效率和放电容量；

4、步骤2：当系统充放电效率和/或放电容量出现衰减后对电解液价态失衡进行恢复，继续进行充放电；

5、步骤3：当系统放电容量和/或充放电效率低于步骤1所记录的参数数值时，调换电池的正负极再正常进行充放电操作；

6、或者，当液流电池系统在电堆循环一定轮数或时间后对正负极进行调换，根据铁铬液流电池系统的容量与使用频率确定所述循环轮数和时间，优选10-200轮进行一次调换。

7、优选地，所述步骤1中记录的系统充放电效率参数包括库伦效率、能量效率和电压效率。

8、优选地，所述步骤2和步骤3中选用电压效率作为系统充放电效率的评价指标。

9、优选地，所述步骤3中，当系统电压效率低于步骤1所记录的电压效率参数值一定比例值时，调换电池的正负极再正常进行充放电操作；所述比例值是根据铁铬液流电池系统的容量与使用频率设定，优选设定为1.5％-3.5％。

10、优选地，所述步骤3中，当系统放电容量低于步骤1所记录的放电容量参数值一定比例值时，调换电池的正负极再正常进行充放电操作；所述比例值是根据铁铬液流电池系统的容量与使用频率进行设定，优选设定为3％-6％。

11、优选地，所述循环轮数为10～200轮。

12、优选地，所述循环时间为一周至一个月。

13、本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：

14、在铁铬液流电池系统运行的全生命周期内避免电极长期处于过正或过负的电位环境，进而减少了电位环境对电极的损害；本发明通过调换正负极的方法能够提升电堆的充放电电压效率进而提升液流电池系统的能量效率，同时提升液流电池系统的容量，减缓容量的衰减并提升电解液利用率，本发明方法解决了电池经长时间循环后电极性质改变引起的放电容量衰减和效率降低的问题。

技术特征：
1.一种铁铬液流电池运行维护方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤1中的系统充放电效率包括库伦效率、能量效率和电压效率。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤2和步骤3中选用电压效率作为系统充放电效率的评价指标。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤3中，当系统电压效率低于步骤1所记录的电压效率参数值一定比例值时，调换电池的正负极再正常进行充放电操作；所述比例值是根据铁铬液流电池系统的容量与使用频率设定，优选设定为1.5％-3.5％。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤3中，当系统放电容量低于步骤1所记录的放电容量参数值一定比例值时，调换电池的正负极再正常进行充放电操作；所述比例值是根据铁铬液流电池系统的容量与使用频率进行设定，优选设定为3％-6％。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述循环轮数为10～200轮。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述循环时间为一周至一个月。

技术总结
本发明公开了一种铁铬液流电池运行维护方法。本发明通过将长时间运行后的铁铬液流电池调换正负极之后能够在一定程度上恢复效率，由此提出铁流电池系统在生命周期内需要调换正负极来进行维护。所谓调换正负极目的在于让原来发生的电极上发生的反应。本发明通过调换正负极的方法能够提升电堆的充放电电压效率进而提升液流电池系统的能量效率，能够提升液流电池系统的容量，减缓容量的衰减并提升电解液利用率，本发明方法解决了电池经长时间循环后电极性质改变引起的放电容量衰减和效率降低的问题。

技术研发人员： 郭加海,王志文,吴天容

受保护的技术使用者： 上海金雨新能储能科技有限公司

技术研发日：
技术公布日： 2024/9/17