总体上，所要公开的技术涉及能量存储装置，尤其涉及密封型氧化还原电池。
背景技术：
1、伴随全球变暖，全球经济增长对基于可再生能源(例如太阳能和风能)的可再生和可持续能源系统的需求持续增加。为了增强网格网络的稳定性，以应对由于此类能源的间歇性供应而导致的波动，储能系统(energy storage system，ess)的先进技术用于存储过量电力，其可以在需要时输送给终端消费者或电网。其中，基于电化学能量的ess(例如可充电或二次电池)可以提供具有成本效益和清洁形式的储能方案。电化学储能系统的示例包括锂离子电池、铅酸电池、钠硫电池和氧化还原液流电池。不同的应用需要不同的存储时间：短期存储、中期存储和长期存储。不同类型的电化学储能系统具有不同的物理和/或化学特性。决定电化学储能系统特定应用的适用性的因素包括投资成本、功率、能量、寿命、可回收性、效率、可扩展性和维护成本等等。在选择和设计合适的电化学存储系统时权衡竞争因素。
技术实现思路
1、在第一方面中，一种氧化还原电池包括第一半电池和第二半电池。第一半电池包括正电解质储存器，该正电解质储存器包括第一电解质，该第一电解质与正电极接触，并且在第一电解质中溶解有第一氧化还原对，该第一氧化还原对被配置为进行第一氧化还原半反应；第二半电池包括负电解质储存器，该负电解质储存器包括第二电解质，该第二电解质与负电极接触，并且在第二电解质中溶解有第二氧化还原对，该第二氧化还原对被配置为进行第二氧化还原半反应。氧化还原电池还包括离子交换膜，其将正电解质储存器和负电解质储存器分隔开。第一半电池、第二半电池和离子交换膜定义了密封在壳体中的氧化还原电池单元。
2、在第二方面中，一种氧化还原电池包括第一半电池和第二半电池。第一半电池包括正电解质储存器，该正电解质储存器包括第一电解质，该第一电解质与正电极接触，并且在第一电解质中溶解有第一氧化还原对，该第一氧化还原对被配置为进行第一氧化还原半反应。第二半电池包括负电解质储存器，该负电解质储存器包括第二电解质，该第二电解质与负电极接触，并且在第二电解质中溶解有第二氧化还原对，该第二氧化还原对被配置为进行第二氧化还原半反应。该氧化还原电池还包括减压构件，所述减压构件用于在操作期间减少或至少部分地防止所述正电解质储存器和所述负电解质储存器中的一者或两者中的压力积累。
3、在第三方面中，一种氧化还原电池包括第一半电池和第二半电池。第一半电池包括正电解质储存器，该正电解质储存器包括第一电解质，该第一电解质与正电极接触，并且在第一电解质中溶解有第一氧化还原对，该第一氧化还原对被配置为进行第一氧化还原半反应。第二半电池包括负电解质储存器，该负电解质储存器包括第二电解质，该第二电解质与负电极接触，并且在第二电解质中溶解有第二氧化还原对，该第二氧化还原对被配置为进行第二氧化还原半反应。第一电解质储存器基本上存储用于第一半电池的全部体积的第一电解质，并且第二电解质储存器基本上储存用于第二半电池的全部体积的第二电解质。
4、在第四方面中，一种氧化还原电池包括第一半电池和第二半电池。第一半电池包括正电解质储存器，该正电解质储存器包括第一电解质，该第一电解质与正电极接触，并且在第一电解质中溶解有第一氧化还原对，该第一氧化还原对被配置为进行第一氧化还原半反应。第二半电池包括负电解质储存器，该负电解质储存器包括第二电解质，该第二电解质与负电极接触，并且在第二电解质中溶解有第二氧化还原对，该第二氧化还原对被配置为进行第二氧化还原半反应。该氧化还原电池被配置为使得第一电解质和第二电解质在各自的第一半电池和第二半电池内自循环。
5、在第五方面中，一种氧化还原电池包括正电解质储存器和负电解质储存器，该正电解质储存器包括溶解在第一电解质中并配置为进行第一氧化还原半反应的第一氧化还原对，所述负电解质储存器包括溶解在第二电解质中并配置为进行第二氧化还原半反应的第二氧化还原对。该氧化还原电池还包括离子交换膜，其将正电解质储存器和负电解质储存器分隔开，并且被配置为基本上抑制第一电解质或第二电解质跨过离子交换膜而转移。正电解质储存器、负电解质储存器和离子交换膜设置在封闭或密封的电池中。
6、在第六方面中，一种氧化还原电池包括正电解质储存器和负电解质储存器，该正电解质储存器包括溶解在第一电解质中并配置为进行第一氧化还原半反应的第一氧化还原对，所述负电解质储存器包括溶解在第二电解质中并配置为进行第二氧化还原半反应的第二氧化还原对。该氧化还原电池还包括离子交换膜，其将正电解质储存器和负电解质储存器分隔开，并且被配置为基本上抑制第一电解质或第二电解质跨过离子交换膜而转移。正电解质储存器或负电解质储存器均未连接到单独的电解质罐。
7、在第七方面中，一种氧化还原电池包括正电解质储存器和负电解质储存器，该正电解质储存器包括溶解在第一电解质中并配置为进行第一氧化还原半反应的第一氧化还原对，所述负电解质储存器包括溶解在第二电解质中并配置为进行第二氧化还原半反应的第二氧化还原对。该氧化还原电池还包括离子交换膜，其将正电解质储存器和负电解质储存器分隔开，并且被配置为基本上抑制第一电解质或第二电解质跨过离子交换膜而转移。该氧化还原电池不包括用于使第一电解质或第二电解质流动的泵送装置。
8、在第八方面中，一种氧化还原电池包括正电解质储存器和负电解质储存器，该正电解质储存器包括溶解在第一电解质中并配置为进行第一氧化还原半反应的第一氧化还原对，所述负电解质储存器包括溶解在第二电解质中并配置为进行第二氧化还原半反应的第二氧化还原对。该氧化还原电池还包括离子交换膜，其将正电解质储存器和负电解质储存器分隔开，并且被配置为基本上抑制第一电解质或第二电解质跨过离子交换膜而转移。该正电解质储存器还包括不参与第一氧化还原半反应的正电极，以及该负电解质储存器还包括不参与第二氧化还原半反应的负电极。
9、在第九方面中，一种氧化还原电池包括正电解质储存器和负电解质储存器，该正电解质储存器包括溶解在第一电解质中并配置为进行第一氧化还原半反应的第一氧化还原对，所述负电解质储存器包括溶解在第二电解质中并配置为进行第二氧化还原半反应的第二氧化还原对。第一氧化还原半反应和第二氧化还原半反应在第一氧化还原对或第二氧化还原对的离子基本上没有跨过离子交换膜转移的情况下发生，所述离子交换膜分隔开正电解质储存器和负电解质储存器。正电解质储存器、负电解质储存器和分隔件设置在封闭或密封的电池中。
10、在第十方面中，一种氧化还原电池包括正电解质储存器和负电解质储存器，该正电解质储存器包括溶解在第一电解质中并配置为进行第一氧化还原半反应的第一氧化还原对，所述负电解质储存器包括溶解在第二电解质中并配置为进行第二氧化还原半反应的第二氧化还原对。第一氧化还原半反应和第二氧化还原半反应在第一氧化还原对或第二氧化还原对的离子基本上没有跨过离子交换膜转移的情况下发生，所述离子交换膜分隔开正电解质储存器和负电解质储存器。正电解质储存器或负电解质储存器均未连接到单独的电解质罐。
11、在第十一方面中，一种氧化还原电池包括正电解质储存器和负电解质储存器，该正电解质储存器包括溶解在第一电解质中并配置为进行第一氧化还原半反应的第一氧化还原对，所述负电解质储存器包括溶解在第二电解质中并配置为进行第二氧化还原半反应的第二氧化还原对。第一氧化还原半反应和第二氧化还原半反应在第一氧化还原对或第二氧化还原对的离子基本上没有跨过分隔件转移的情况下发生，所述分隔件分隔开正电解质储存器和负电解质储存器。该氧化还原电池不包括泵送装置，所述泵送装置用于使第一电解质流入和流出正电解质储存器或用于使第二电解质流入和流出负电解质储存器。
12、在第十二方面中，一种氧化还原电池包括正电解质储存器，该正电解质储存器包括第一氧化还原对，该第一氧化还原对溶解在第一电解质中并被配置为进行第一氧化还原半反应，其中该正电解质储存器还包括不参与第一氧化还原半反应的正电极。该氧化还原电池还包括负电解质储存器，该负电解质储存器包括第二氧化还原对，该第二氧化还原对溶解在第二电解质中并被配置为进行第二氧化还原半反应，其中该负电解质储存器还包括不参与第二氧化还原半反应的负电极。第一氧化还原半反应和第二氧化还原半反应在第一氧化还原对或第二氧化还原对的离子基本上没有跨过离子交换膜转移的情况下发生，所述离子交换膜分隔开正电解质储存器和负电解质储存器。
1.一种氧化还原电池，包括：
2.根据权利要求1所述的氧化还原电池，其中，所述第一氧化还原对和所述第二氧化还原对包括相同金属的离子。
3.根据权利要求1所述的氧化还原电池，其中，所述第一氧化还原对或所述第二氧化还原对包括钒(v)、锌(zn)、溴(br)、铬(cr)、锰(mn)、钛(ti)、铁(fe)、铈(ce)和钴(co)中的一者或多者的离子。
4.根据权利要求3所述的氧化还原电池，其中，所述第一氧化还原对和所述第二氧化还原对包括钒离子。
5.根据权利要求1所述的氧化还原电池，其中，所述氧化还原电池被配置为使得所述第一电解质和所述第二电解质在各自的所述第一半电池和所述第二半电池内自循环，而无需液体循环装置的辅助。
6.根据权利要求1所述的氧化还原电池，包括多个氧化还原电池单元，每个氧化还原电池单元包括所述第一半电池、所述第二半电池、所述离子交换膜和所述一个或多个开口，其中所述氧化还原电池单元彼此电连接。
7.根据权利要求6所述的氧化还原电池，其中，所述氧化还原电池单元是堆叠的。
8.根据权利要求6所述的氧化还原电池，其中，所述氧化还原电池单元被配置为沿径向方向堆叠的多个同心圆柱形壳。
9.根据权利要求1所述的氧化还原电池，其中，所述正电极不参与所述第一氧化还原半反应，并且其中，所述负电极不参与所述第二氧化还原半反应。
10.根据权利要求1所述的氧化还原电池，其中，所述第一半电池、所述第二半电池、所述离子交换膜和所述一个或多个开口定义了密封在壳体中的氧化还原电池单元。
11.根据权利要求1所述的氧化还原电池，
12.根据权利要求1所述的氧化还原电池，其中，所述正电解质和所述负电解质中的一者或两者在垂直于所述离子膜的表面的方向上的厚度不超过20cm。
13.根据权利要求1所述的氧化还原电池，其中，所述正电解质储存器和所述负电解质储存器中的一者或两者的至少一部分由被配置为弹性地膨胀的柔性材料形成。
14.根据权利要求1所述的氧化还原电池，其中，所述正电解质储存器和所述负电解质储存器中的一者或两者的至少一部分由聚氯乙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯、丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物或增强塑料中的一者或多者形成。
15.根据权利要求1所述的氧化还原电池，其中，所述一个或多个开口具有10nm-1mm的横向尺寸。
16.根据权利要求1所述的氧化还原电池，还包括缓冲容积结构，其形成在所述一个或多个开口处或所述一个或多个开口附近，以响应于所述正电解质储存器和所述负电解质储存器中的一者或两者中增加的压力，利用所述正电解质和所述负电解质中的一者或两者填充所述缓冲容积结构。
17.根据权利要求16所述的氧化还原电池，所述缓冲容积结构具有侧壁，每个侧壁具有穿过其形成的所述一个或多个开口。
18.根据权利要求1所述的氧化还原电池，还包括电短路防护结构，其用于防止所述正电极和所述负电极通过所述一个或多个开口相互接触。
