【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及液流電池，具體涉及一種液流電池析氣副反應實時監測方法及系統。
技術介紹
1、在液流電池中，全釩液流電池的正極和負極均采用含有不同價態釩離子的硫酸溶液作為電解液。全釩液流電池充電過程中，不可避免地會發生副反應，一些副反應（如釩離子跨膜交叉、水體積轉移等）造成的容量損失可以通過簡單的混液來恢復；但另一些氣體析出的副反應造成了法拉第失衡，無法簡單通過混液彌補，這些副反應會造成庫倫效率、電壓效率、能量效率、系統效率的衰減，并縮短液流電池的壽命。因此監測這些析氣副反應顯得尤為必要，氫氣、氧氣、二氧化碳是最主要的副反應氣體。
2、目前，通常使用氣體濃度檢測儀器進行初步測試，但是這些氣體濃度檢測結果本身就與電堆運行工況（如工作電流密度等）相關，無法排除電堆運行工況的影響而評估副反應對電子的額外消耗。比如，總工作電流200a時測出氫氣濃度1000ppm，總工作電流400a時測出氫氣濃度1300ppm，無法直接得到析氫電流對總工作電流的占比，也就是無法直觀評估有多少電子浪費在了2h++2e-→h2的過程中，而不是用于正常的負極反應：v3++e-→v2+。
3、因此，有必要提供新的簡易高效的液流電池析氣副反應實時監測方法。
技術實現思路
1、基于現有技術中存在的上述問題，本專利技術實施例的目的在于提供簡易高效的液流電池析氣副反應實時監測方法及系統，通過測出的氣體濃度，利用理想氣體狀態方程以及儲液罐開閉時不同的恒定物理量，結合工作電流，使得推算得出的每次采樣時的氣體
2、為實現上述目的，本專利技術采用的技術方案是：液流電池析氣副反應實時監測方法，包括：
3、分別采集儲液罐內各副反應氣體的濃度；
4、獲取儲液罐內的氣相體積、當前測試時刻、氣相壓力以及罐內氣相溫度；
5、根據儲液罐的封閉情況計算液流電池在預設時間段內生成的各副反應氣體增量；
6、根據預設時間段內生成的各副反應氣體增量計算在預設時間段內的各副反應氣體生成速率；
7、根據預設時間段內的各副反應氣體生成速率和預設時間段內的平均電流計算預設時間段內的液流電池的副反應占比。
8、進一步的，所述根據儲液罐的封閉情況計算液流電池在預設時間段內生成的各副反應氣體增量，包括：
9、當儲液罐為開口時，儲液罐與大氣相連時，所述計算液流電池在預設時間段內生成的各副反應氣體增量，包括：
10、根據相應時刻的正極電解液儲液罐內各副反應氣體的采樣濃度和氣相體積，計算相應時刻的正極電解液儲液罐內各副反應氣體體積；根據相應時刻的負極電解液儲液罐內各副反應氣體的采樣濃度和氣相體積，計算相應時刻的負極電解液儲液罐內各副反應氣體體積；
11、根據相應時刻的正極電解液儲液罐內各副反應氣體體積，計算在預設時間段內生成的各副反應氣體在正極電解液儲液罐內增加的體積；根據相應時刻的負極電解液儲液罐內各副反應氣體體積，計算在預設時間段內生成的各副反應氣體在負極電解液儲液罐內增加的體積。
12、進一步的，所述計算相應時刻的正極電解液儲液罐內各副反應氣體體積，計算公式為：
13、
14、
15、其中，為正極生成的第i種副反應氣體；為時副反應氣體在正極電解液儲罐內的體積，單位為m3，為時副反應氣體在正極電解液儲罐內的采樣濃度，單位為ppm，為時正極電解液儲罐中的氣相體積，單位為m3，為副反應氣體在正極電解液儲罐內的混合系數，為時副反應氣體在正極電解液儲罐內的體積，單位為m3，為時副反應氣體在正極電解液儲罐內的采樣濃度，單位為ppm，為時正極電解液儲罐中的氣相體積，單位為m3；
16、所述計算相應時刻的負極電解液儲液罐內各副反應氣體體積，計算公式為：
17、
18、
19、其中，為負極生成的第j種副反應氣體；為時副反應氣體在負極電解液儲罐內的體積，單位為m3，為時副反應氣體在負極電解液儲罐內的采樣濃度，單位為ppm，為時負極電解液儲罐中的氣相體積，單位為m3，為副反應氣體在負極電解液儲罐內的混合系數，為時副反應氣體在負極電解液儲罐內的體積，單位為m3，為時副反應氣體在負極電解液儲罐內的采樣濃度，單位為ppm，為時負極電解液儲罐中的氣相體積，單位為m3；
20、所述計算在預設時間段內生成的各副反應氣體在正極電解液儲液罐內增加的體積，計算公式為：
21、
22、
23、
24、其中，表示時間段內生成的副反應氣體在正極電解液儲罐內增加的體積，單位為m3，為時副反應氣體在正極電解液儲罐內的體積，單位為m3，為時間段內在正極電解液儲罐的氣體校正系數，為時副反應氣體在正極電解液儲罐內的體積，單位為m3，為時間段內正極電解液儲罐中的氣相平均體積，單位為m3，為時間段內副反應氣體在正極電解液儲罐中累加的總體積，單位為m3，，為正極生成的副反應氣體的種類數；
25、所述計算在預設時間段內生成的各副反應氣體在負極電解液儲液罐內增加的體積，計算公式為：
26、
27、
28、
29、
30、其中，為時間段內生成的副反應氣體在負極電解液儲罐內增加的體積，單位為m3，為時副反應氣體在負極電解液儲罐內的體積，單位為m3，為時間段內在負極電解液儲罐的氣體校正系數，為時副反應氣體在負極電解液儲罐內的體積，單位為m3，為時間段內負極電解液儲罐中的氣相平均體積，單位為m3，為時間段內副反應氣體和保護氣在負極電解液儲罐氣相增加的總體積，單位為m3，，為負極生成的副反應氣體的種類數，為時間段內通入的保護氣在負極電解液儲罐內增加的體積，單位為m3，為時保護氣在負極電解液儲罐內的體積，單位為m3，為時保護氣在負極電解液儲罐內的體積，單位為m3。
31、進一步的，所述根據儲液罐的封閉情況計算液流電池在預設時間段內生成的各副反應氣體增量，包括：
32、當儲液罐為封閉時，所述計算液流電池在預設時間段內生成的各副反應氣體增量，包括：
33、根據相應時刻的正極電解液儲液罐內各副反應氣體的采樣濃度和氣相體積，計算相應時刻的正極電解液儲液罐內各副反應氣體體積；根據相應時刻的負極電解液儲液罐內副反應氣體的采樣濃度和氣相體積，計算相應時刻的負極電解液儲液罐內各副反應氣體體積；
34、根據相應時刻的正極電解液儲液罐內各副反應氣體體積、氣相壓力和氣相溫度，計算在相應時刻各副反應氣體在正極電解液儲液罐內的物質的量；根據相應時刻的負極電解液儲液罐內各副反應氣體體積、氣相壓力和氣相溫度，計算在相應時刻各副反應氣體在負極電解液儲液罐內的物質的量；
35、根據相應時刻各副反應氣體在正極電解液儲液罐內的物質的量，計算在預設時間段內生成的各副反應氣體在正極電解液儲液罐內累積的物質的量；根據相應時刻各副反應氣體在負極電解液儲液罐內的物質的量，計算在預設時間段內生本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種液流電池析氣副反應實時監測方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的液流電池析氣副反應實時監測方法，其特征在于，所述根據儲液罐的封閉情況計算液流電池在預設時間段內生成的各副反應氣體增量，包括：
3.根據權利要求2所述的液流電池析氣副反應實時監測方法，其特征在于，
4.根據權利要求1所述的液流電池析氣副反應實時監測方法，其特征在于，所述根據儲液罐的封閉情況計算液流電池在預設時間段內生成的各副反應氣體增量，包括：
5.根據權利要求4所述的液流電池析氣副反應實時監測方法，其特征在于，所述計算相應時刻的正極電解液儲液罐內各副反應氣體體積，計算公式為：
6.根據權利要求1所述的液流電池析氣副反應實時監測方法，其特征在于，所述根據預設時間段內生成的各副反應氣體增量計算在預設時間段內的各副反應氣體生成速率，包括：
7.根據權利要求1所述的液流電池析氣副反應實時監測方法，其特征在于，所述根據預設時間段內生成的各副反應氣體增量計算在預設時間段內的各副反應氣體生成速率，包括：
8.根據權利要求1所述的
9.根據權利要求1所述的液流電池析氣副反應實時監測方法，其特征在于，所述方法還包括，當所述副反應氣體包括含碳氣體時，根據預設時間段內的各含碳氣體生成速率計算預設時間段內的液流電池內碳材料的腐蝕情況；
10.一種液流電池析氣副反應實時監測系統，其特征在于，應用于權利要求1-9所述的液流電池析氣副反應實時監測方法，所述系統包括：
...【技術特征摘要】
1.一種液流電池析氣副反應實時監測方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的液流電池析氣副反應實時監測方法，其特征在于，所述根據儲液罐的封閉情況計算液流電池在預設時間段內生成的各副反應氣體增量，包括：
3.根據權利要求2所述的液流電池析氣副反應實時監測方法，其特征在于，
4.根據權利要求1所述的液流電池析氣副反應實時監測方法，其特征在于，所述根據儲液罐的封閉情況計算液流電池在預設時間段內生成的各副反應氣體增量，包括：
5.根據權利要求4所述的液流電池析氣副反應實時監測方法，其特征在于，所述計算相應時刻的正極電解液儲液罐內各副反應氣體體積，計算公式為：
6.根據權利要求1所述的液流電池析氣副反應實時監測方法，其特征在于，所述根據預設時間段內生成的各副反應氣體增量計算在預設時間段...
【專利技術屬性】
技術研發人員：陳瑞達，王錫龍，李超，王振，李維浩，
申請(專利權)人：常州星辰新能源有限公司，
類型：發明
國別省市：
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