全硫酸钒酸氧化还原液流电池系统技术方案

全硫酸钒酸氧化还原液流电池系统具有包含含水载体溶液的阴极液和阳极液，所述含水载体溶液包含氯离子和磷酸根离子。含水载体溶液使钒物种在电解液中的溶解性稳定并提高，使得钒浓度在所需工作温度范围内增加。根据一个实施例，氯离子由MgCl2提供，以及磷酸根离子由(NH4)2HPO4提供。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】全硫酸钒酸氧化还原液流电池系统相关申请的互相参引本申请要求申请日更早的美国临时申请第62/060,438号的优先权，所述临时申请于2014年10月6日提交且其全文以引用的方式纳入本说明书中。
本专利技术涉及包含氯离子和磷酸根离子的全硫酸钒酸电解液用于氧化还原液流电池系统的实施方案。
技术介绍
本专利技术是遵照美国能源部颁布的DE-AC0576RL01830在政府支持下进行的。政府享有本专利技术中的某些权利。氧化还原液流电池(RFB)以溶于两种单独的电解质溶液中的还原和氧化物种的形式存储电能。阳极液和阴极液通过被隔膜或分隔器所分隔的电池电极循环。氧化还原液流电池有利于能量储存，因为它们能够容忍波动的电源、最大速率下的重复充电/放电循环、过充电、过放电，以及循环可在任意充电状态下开始。然而，在氧化还原液流电池所基于的许多氧化还原对中，存在着许多缺点。例如，许多系统使用的氧化还原物种不稳定、高度氧化、难以还原或氧化、从溶液中沉淀出来和/或产生挥发性气体。RFB系统所面临的主要挑战之一是相比于其他可逆能量储存系统(如锂离子电池)的固有的低能量密度。受到含水系统的电压限制，该问题通常通过提高电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种全硫酸钒酸氧化还原液流电池系统，包含在含水载体溶液中包含V

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.10.06 US 62/060,4381.一种全硫酸钒酸氧化还原液流电池系统，包含在含水载体溶液中包含V2+和V3+的阳极液；以及在含水载体溶液中包含V4+和V5+的阴极液；用于阳极液和阴极液中的每一个的含水载体溶液包含硫酸根离子，质子，氯离子，以及磷酸根离子。2.权利要求1的电池系统，其中所述氯离子由无机氯化物盐提供。3.权利要求1的电池系统，其中所述含水载体溶液还包含：镁离子；铵离子；或镁离子和铵离子。4.权利要求3的电池系统，其Mg:V摩尔比范围为1:100至1:1。5.权利要求3的电池系统，其NH4+:V摩尔比范围为1:50至1:3。6.权利要求1的电池系统，其中阳极液中的[V]≥1.0M；以及阴极液中的[V]≥1.0M。7.权利要求1的电池系统，其中所述含水载体溶液包含0.05-0.5M氯离子。8.权利要求1的电池系统，其中所述氯离子由MgCl2提供。9.权利要求1的电池系统，其Cl:V摩尔比范围为1:50至1:2。10.权利要求1的电池系统，其中所述含水载体溶液包含0.05-0.5M磷酸根离子。11.权利要求1的电池系统，其中所述磷酸根离子由磷酸铵提供。12.权利要求1的电池系统，其磷酸根:V摩尔比范围为1:50至1:2。13.权利要求1的电池系统，其中所述硫酸根浓度为4.5-6M。14.权利要求1的电池系统，其中所述含水载体溶液包含H2O、H2SO4、MgCl2和磷酸铵。15.权利要求14的电池系统，其中所述含水载体溶液包含：0.025-0.25MMgCl2；以及0.05-0.5M磷酸铵。16.权利要求1的电池系统，其中所述阳极液包含1.0-2.5MV2+和V3+形式的钒，0.025-0.25M镁离子，0.05-0.5M氯离子，0.05-1.5M铵离子，以及0.05-0.5M磷酸根离子；以及所述阴极液包含1.0-2.5MV4+和V5+形式的钒，0.025-0.25M镁离子，0.05-0.5M氯离子，0.05-1.5M铵离子，以及0.05-0.5M磷酸根离子。17.权利要求16的电池系统，其中所述阳极液和阴极液独立地包含0.05-0.1MMgCl...

【专利技术属性】
技术研发人员：聂资敏，王玮，魏晓亮，李彬，刘俊，V·L·斯普兰克，
申请(专利权)人：巴特尔纪念研究院，
类型：发明
国别省市：美国,US