【技术实现步骤摘要】
液流电池和电池堆
本专利技术涉及液流电池领域,具体地涉及一种液流电池和一种电池堆。
技术介绍
液流电池是一类适合于大规模储能的电化学储能技术,一般利用充放电过程中正极和负极液相中活性物质价态的变化实现能量的储存和释放。目前发展较为成熟的体系包括全钒液流电池、铁铬液流电池和锌溴液流电池。液流电池具有独立的能量单元和功率单元,能量单元一般指电池的正极和负极电解液,电解液中活性物质的浓度和体积决定了液流电池的能量上限,功率单元一般指单电池或者电池堆,电解液流过电池堆内的电极,活性物质在电极表面发生反应,从而将化学能转化为电能,或者将电能转化为化学能。液流电池一般使用流通型(flow-through)电极,电极材料由多孔的碳、石墨或者金属材料构成,包含活性物质的电解液通过管路输送至电极入口,并进入到电极内表面,在电极内表面与电解液接触的界面发生电化学反应,伴随着活性物质价态的改变和电子的得失,从而实现电能的储存和释放。电极表面积的大小决定了电池电流的大小,同时电极表面的孔结构影响活性物质的传递。增大电极表面积有利于提高电池产生更大电流的能力,但是会降低电极的孔径,从而限制活性物质的传递,因此电池无法在更高电流条件下工作,其性能提升遇到了瓶颈。Meng-ChanLi等(Nature,520(2015)325)报道了一种可充电的铝离子电池,该电池具有高功率特性。电池的负极反应是铝的沉积和溶解反应,正极反应是四氯化铝负离子的嵌入和脱嵌反应,其电解液采用不易燃的离子液体。电池的放电平台为2V,容量为70mAh·g-1,电流效率为98%。该电池具有很好的稳定性。但遗憾的是, ...
【技术保护点】
1.一种液流电池,该液流电池包括:浆液电极、对侧浆液电极以及存在于浆液电极、对侧浆液电极之间的隔膜(3);所述浆液电极包括:双极板(1)、集流器(2)以及用于存储电极浆液的浆液电极储罐(4);双极板(1)相对的两面中,一面与集流器(2)相邻,另一面设置有一侧打开的浆液电极腔(5),浆液电极腔(5)打开的一侧覆盖有离子交换膜(6);双极板(1)和浆液电极腔(5)之间贯穿设置有电极浆液入口流道(7)和电极浆液出口流道(8),电极浆液入口流道(7)与浆液电极储罐(4)的出口连通,电极浆液出口流道(8)与浆液电极储罐(4)的入口连通,使得电极浆液在浆液电极腔(5)和浆液电极储罐(4)之间循环流动;所述电极浆液含有:电极颗粒以及含有活性物质的电解液;相对于100重量份的活性物质,电极颗粒为10‑1000重量份;所述对侧浆液电极包括:对侧双极板(21)、对侧集流器(22)以及用于存储对侧电极浆液的对侧浆液电极储罐(24);对侧双极板(21)相对的两面中,一面与对侧集流器(22)相邻,另一面设置有一侧打开的对侧浆液电极腔(25),对侧浆液电极腔(25)打开的一侧覆盖有对侧离子交换膜(26);对侧双极 ...
【技术特征摘要】
2018.02.09 CN 20181013492491.一种液流电池,该液流电池包括:浆液电极、对侧浆液电极以及存在于浆液电极、对侧浆液电极之间的隔膜(3);所述浆液电极包括:双极板(1)、集流器(2)以及用于存储电极浆液的浆液电极储罐(4);双极板(1)相对的两面中,一面与集流器(2)相邻,另一面设置有一侧打开的浆液电极腔(5),浆液电极腔(5)打开的一侧覆盖有离子交换膜(6);双极板(1)和浆液电极腔(5)之间贯穿设置有电极浆液入口流道(7)和电极浆液出口流道(8),电极浆液入口流道(7)与浆液电极储罐(4)的出口连通,电极浆液出口流道(8)与浆液电极储罐(4)的入口连通,使得电极浆液在浆液电极腔(5)和浆液电极储罐(4)之间循环流动;所述电极浆液含有:电极颗粒以及含有活性物质的电解液;相对于100重量份的活性物质,电极颗粒为10-1000重量份;所述对侧浆液电极包括:对侧双极板(21)、对侧集流器(22)以及用于存储对侧电极浆液的对侧浆液电极储罐(24);对侧双极板(21)相对的两面中,一面与对侧集流器(22)相邻,另一面设置有一侧打开的对侧浆液电极腔(25),对侧浆液电极腔(25)打开的一侧覆盖有对侧离子交换膜(26);对侧双极板(21)和对侧浆液电极腔(25)之间贯穿设置有对侧电极浆液入口流道(27)和对侧电极浆液出口流道(28),对侧电极浆液入口流道(27)与对侧浆液电极储罐(24)的出口连通,对侧电极浆液出口流道(28)与对侧浆液电极储罐(24)的入口连通,使得对侧电极浆液在对侧浆液电极腔(25)和对侧浆液电极储罐(24)之间循环流动;所述对侧电极浆液含有:对侧电极颗粒以及含有对侧活性物质的对侧电解液;相对于100重量份的对侧活性物质,对侧电极颗粒为10-1000重量份。2.根据权利要求1所述的液流电池,其中,相对于100重量份的活性物质,电极颗粒为50-800重量份,优选为200-500重量份;优选地,所述活性物质选自金属卤化物中的至少一种,进一步优选为金属氯化物和金属溴化物中的至少一种,更进一步优选为氯化铝、溴化铝、氯化铁、氯化亚铁、溴化铁、氯化铬、氯化钛、氯化铜、氯化镍、氯化钴和氯化锌中的至少一种;优选地,所述电解液中,活性物质的浓度为0.1-15mol/L,进一步优选为1-10mol/L。3.根据权利要求1或2所述的液流电池,其中,所述电解液还含有溶剂,所述溶剂选自水、甲醇、乙醇、乙醚、丙酮和乙酸中的至少一种,优选为水;优选地,所述电解液还含有支持电解质,所述支持电解质选自碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、六氟磷酸锂、硫酸、盐酸、硝酸、氯化钠、氯化钾、硫酸钠、硫酸钾、氢氧化钠和氢氧化钾中的至少一种,进一步优选地,所述支持电解质的浓度为0.1-10mol/L,优选为2-5mol/L。4.根据权利要求1-3中任意一项所述的液流电池,其中,所述电极颗粒选自石墨、碳粉、硅和二硫化钼中的至少一种,优选为石墨;优选地,电极颗粒...
【专利技术属性】
技术研发人员:刘庆华,马浩初,李永龙,
申请(专利权)人:国家能源投资集团有限责任公司,北京低碳清洁能源研究所,
类型:发明
国别省市:北京,11
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