一种半固相沉积液流电池的负极金属回收方法与流程

1.本发明属于液流电池技术领域，尤其涉及一种半固相沉积液流电池的负极金属回收方法。


背景技术：

2.由于能源短缺和环境负荷加重的危机，太阳能和风能等可再生能源变得越来越重要。然而，这些可再生能源本质上是间歇性的，严重阻碍其广泛应用。能源存储器件特别是应用极其广泛的电化学储能技术，需要有效的解决这些问题：提高便携电子设备电网的稳定性和效率，以及在电网连接限制的区域或在进行离网应用时提供备用电源等等。而在众多的电化学储能技术中，液流电池(fbs)以其高安全性、高效率和高灵活性等完美结合的优势，在储能方面具有的巨大的应用前景。其中半固相沉积液流电池体系具有成本低、能量密度高等优势，受到了越来越高的关注。
3.电池容量有由电极板上沉积金属数量决定，然而随着时间的推移，一些负极金属单质从电极板上脱落(分离)并最终留在负极电解槽的底部。从电极板上脱落的负极金属单质无法通过循环的负极电解液回到电极板，便无法在放电过程在电极板反应场所发生氧化还原反应，无法以离子状态重新回到电解液中，对电池容量造成了不可逆的损失。


技术实现要素：

4.本发明提供一种半固相沉积液流电池的负极金属回收方法，旨在解决电极板上脱落的负极金属单质无法通过循环的负极电解液回到电极板，对电池容量造成了不可逆的损失的问题。
5.本发明是这样实现的，一种半固相沉积液流电池的负极金属回收方法，包括如下步骤：
6.在负极罐体内腔设置金属体，金属体用于与脱落的负极金属单质接触形成原电池。
7.优选地，所述金属体包括金属板，金属板固定安装于负极罐体内腔下部。
8.优选地，所述负极罐体上安装有至少一组用于使金属板振动的动力组件。
9.优选地，所述动力组件包括电机一和转盘，电机一固定安装于负极罐体上，电机一的输出轴延伸至负极罐体内并固定安装有转盘，所述转盘上环向间隔设有多个第一凸出，所述金属板上设有与第一凸出配合的第二凸出。
10.优选地，所述金属体包括多个自由放置的金属球和/或金属丝。
11.优选地，所述负极罐体上安装有用于使金属球和/或金属丝滚动的驱动组件。
12.优选地，所述驱动组件包括电机二和搅动板，所述电机二固定安装于负极罐体上，电机二的输出轴延伸至负极罐体内，输出轴上环向间隔固定有多块搅动板。
13.优选地，所述搅动板呈弧形。
14.与现有技术相比，本技术实施例主要有以下有益效果：
15.本发明通过在负极罐体内腔设置金属体，金属体用于与脱落的负极金属单质接触形成原电池，优化了负极金属单质从电极板脱落的问题，减少了电池容量衰减，提高了电解液利用率，提高了系统寿命及效率。
附图说明
16.图1是本发明实施例1的结构示意图；
17.图2是本发明实施例2的结构示意图；
18.图3是本发明实施例3的结构示意图；
19.图4是本发明实施例4的结构示意图；
20.图5是本发明实施例4中驱动组件的结构示意图。
21.附图标记注释：1-负极罐体、2-负极金属单质、3-金属球、4-电机一、5-搅动板、6-金属板、7-转盘、8-第一凸起、9-第二凸起。
具体实施方式
22.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中在申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本技术；本技术的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。本技术的说明书和权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。
23.在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本技术的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
24.实施例1
25.本发明实施例提供了一种半固相沉积液流电池的负极金属回收方法，如图1所示，包括如下步骤：
26.在负极罐体内腔设置金属体，金属体用于与脱落的负极金属单质接触形成原电池，金属体优选为不锈钢材质，不锈钢拥有良好的耐腐蚀性，不会对半固相沉积液流电池的电解液造成污染；
27.具体的，随着时间的推移，电极板上沉积的负极金属单质会有一些从电极上脱落分离并向下沉底，从电极板上脱落的负极金属单质无法通过循环的负极电解液回到电极板，便无法在放电过程在电极板反应场所发生氧化还原反应，无法以离子状态重新回到电解液中，对电池容量造成了不可逆的损失；
28.当在负极罐体内加入金属体后，脱落的负极金属单质与金属体接触形成原电池，其中金属体侧会产生氢气，而负极金属单质会发生溶解，以离子状态重新回到电解液中，反应方程式如下：
29.正极发生还原反应：2h

2e-→
h2↑
30.负极发生氧化反应：m-2e-→
zn
2
31.总反应方程式为：m 2h

→m2
h2↑
，其中m表示负极金属单质。
32.具体的，所述金属体包括金属板，金属板固定安装于负极罐体内腔下部，优选采用焊接固定，金属板优选采用不锈钢板，脱落的负极金属单质直接落在金属板上。
33.实施例2
34.进一步的，如图1所示，本实施例在实施例1的基础上，所述负极罐体上安装有至少一组用于使金属板振动的动力组件，金属板振动时，能够使得其上堆积的一些负极金属单质振动落下，充分与金属板接触，加快了负极金属单质的充分溶解；
35.本实施例中，优选地，所述动力组件包括电机一和转盘，电机一固定安装于负极罐体上，电机一的输出轴延伸至负极罐体内并固定安装有转盘，所述转盘上环向间隔设有多个第一凸出，所述金属板上设有与第一凸出配合的第二凸出，通过电机一转动，带动转盘转动，转盘转动时其上的第一凸起间歇与第二凸起接触，从而使得金属板振动，当然，动力组件还可以是振动电机等其他可以形成振动的结构，能够带动金属板振动即可，不再进行过多的限制。
36.实施例3
37.如图3所示，本实施例与实施例1的不同之处在于，所述金属体包括多个自由放置的金属球和/或金属丝，具体的，金属球和/或金属丝在重力作用下，会向下沉底，脱落的负极金属单质也向下沉与金属球和/或金属丝接触，构成原电池，当然，还可以均使用金属板、金属球、金属丝，将金属球、金属丝放在金属板上一起配合，效果更好，不进行过多的限制。
38.实施例4
39.进一步的，如图4-5所示，本实施例在实施例3的基础上，所述负极罐体上安装有用于使金属球和/或金属丝滚动的驱动组件，本实施例中，优选所述驱动组件包括电机二和搅动板，所述电机二固定安装于负极罐体上，电机二的输出轴延伸至负极罐体内，输出轴上环向间隔固定有多块搅动板，优选地，所述搅动板呈弧形，金属球能够有沿着弧形轨迹滚动，一段时间后，通过电机二带动搅动板缓慢转动，搅动板转动时带动金属球和/或金属丝运动，充分与负极金属单质接触，有助于提高回收效率。
40.综上所述，本发明的工作原理为：随着时间的推移，电极板上的金属单质会有一些从电极上脱落分离并向下沉底，从电极板上脱落的金属单质无法通过循环的负极电解液回到电极板，便无法在放电过程在电极板反应场所发生氧化还原反应，无法以离子状态重新回到电解液中，对电池容量造成了不可逆的损失，当在负极罐体内加入金属体后，脱落的负极金属单质与金属体接触形成原电池，其中金属体侧会产生氢气，而负极金属单质会发生溶解，以离子状态重新回到电解液中，当金属体为金属板时，通过电机一转动，带动转盘转动，转盘转动时其上的第一凸起间歇与第二凸起接触，从而使得金属板振动，当金属体为金属球和/或金属丝时，通过电机二带动搅动板缓慢转动，搅动板转动时带动金属球和/或金属丝运动，充分与负极金属单质接触，有助于提高回收效率。
41.需要说明的是，对于前述的各实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可能采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，涉及的动作和模块并不一定是本发明所必须的。
42.本技术所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置，可通过其他的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如上述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元之间的间接耦合或通信连接，可以是电信或者其它的形式。
43.上述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
44.以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对发明的保护范围进行限制。显然，所描述的实施例仅仅是本发明部分实施例，而不是全部实施例。基于这些实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明所要保护的范围。尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域普通技术人员依然可以在不冲突的情况下，不作出创造性劳动对本发明各实施例中的特征根据情况相互组合、增删或作其他调整，从而得到不同的、本质未脱离本发明的构思的其他技术方案，这些技术方案也同样属于本发明所要保护的范围。