高能量密度和低成本液流电化学装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种合并了固流电极的新型的高能量密度和低成本液流电化学装置，并且还提供使用这样的电化学装置的方法。其包括阳极集流体箔和阴极集流体箔，可以使它们在装置的放电期间或再充电期间移动。根据本发明专利技术的固流装置提供了：由于直接替换常规电极堆导致的改善的充电能力，更高的体积和重量能量密度，和由于减小离子渗透层的尺寸导致的降低的蓄电池成本。

High energy density and low cost liquid flow electrochemical device

The present invention provides a novel high energy density and low cost liquid flow electrochemical device incorporating a solid flow electrode, and also provides a method of using such an electrochemical device. It includes an anode fluid collector foil and a cathode collector foil that can be moved during or during discharge of the device. According to the present invention provides a solid flow device: due to the ability to charge directly replace the conventional electrode reactor may lead to the improvement of the higher volume and weight of the energy density, and the battery cost reduction reducing ion permeation layer size leads to the.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】高能量密度和低成本液流电化学装置相关申请本申请要求2015年12月8日提交的美国临时专利申请62/264,745的优先权权益。专利技术背景对于运输交通工具(例如电力和混合动力汽车)和建筑物(例如住宅、办公室、工厂等)的日益提高的性能要求，以及与化石燃料消耗有关的不利的环境影响，使得需要改善的替代能源。因为太阳能和风能通常是不稳定的和间歇的，所以大量的研究已经集中在可充电的蓄电池上，用于储存和释放电力能量和功率。然而，现有的可充电的蓄电池伴随着高制造成本、低能量密度和不良的功率性能，并且因此不能满足许多当前和未来的需要。液流电化学装置，如氧化还原液流蓄电池(redoxflowbattery)，对于电力/混合动力交通工具应用和大规模电储存来说是有前途的方案，原因在于这样的装置具有显著的设计灵活性，并且具有有利地使功率与能量性能解耦的运行模式。在氧化还原液流蓄电池中，将用于电荷转移的两种化学组分溶解在不同的溶液中，并且由离子渗透膜隔开，当两种液体在它们的不同且分开的空间中循环时，跨过该膜发生离子交换。然而，氧化还原液流蓄电池的缺点在于低能量密度和高成本，这显著降低了这种蓄电池对于固定应用和运本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种固流电化学装置，所述固流电化学装置包含：反应区域，所述反应区域包含：阳极带，其包含覆盖有阳极活性材料的集流体箔；阴极带，其包含覆盖有阴极活性材料的集流体箔；阳极集流体部件，其以静态或滑动接触的方式与阳极带电连接；阴极集流体部件，其以静态或滑动接触的方式与阴极带电连接；布置于所述阳极带和阴极带之间的电绝缘离子渗透膜；和浸润所述反应区域的电解质；阳极储存区域，其配置为在所述反应区域外储存所述阳极带；阴极储存区域，其配置为在所述反应区域外储存所述阴极带；至少一个电机，其配置为于充电或放电作业期间，使所述阳极带转动同时与所述阳极集流体部件接触，及使所述阴极带转动同时与所述阴极集流体部件接触。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.12.08 US 62/264,7451.一种固流电化学装置，所述固流电化学装置包含：反应区域，所述反应区域包含：阳极带，其包含覆盖有阳极活性材料的集流体箔；阴极带，其包含覆盖有阴极活性材料的集流体箔；阳极集流体部件，其以静态或滑动接触的方式与阳极带电连接；阴极集流体部件，其以静态或滑动接触的方式与阴极带电连接；布置于所述阳极带和阴极带之间的电绝缘离子渗透膜；和浸润所述反应区域的电解质；阳极储存区域，其配置为在所述反应区域外储存所述阳极带；阴极储存区域，其配置为在所述反应区域外储存所述阴极带；至少一个电机，其配置为于充电或放电作业期间，使所述阳极带转动同时与所述阳极集流体部件接触，及使所述阴极带转动同时与所述阴极集流体部件接触。2.权利要求1所述的固流电化学装置，所述固流电化学装置还包含：覆盖有电绝缘离子渗透膜的阳极带；覆盖有电绝缘离子渗透膜的阴极带。3.权利要求1所述的固流电化学装置，所述固流电化学装置还包含：布置于所述阳极集流体部件和所述阴极集流体部件之间的电绝缘离子渗透膜，其使所述反应区域分成阳极反应区域和阴极反应区域。4.权利要求1所述的固流电化学装置，所述固流电化学装置还包含：所述阳极带的第一部分缠绕所述阳极储存区域的第一辊，并且被覆盖，处于已充电的状态；所述阳极带的第二部分缠绕所述阳极储存区域的第二辊，并且被覆盖，处于已放电的状态；所述阴极带的第一部分缠绕所述阴极储存区域的第一辊，并且被覆盖，处于已充电的状态；所述阴极带的第二部分缠绕所述阴极储存区域的第二辊，并且被覆盖，处于已放电的状态；将至少一个电机配置为使所述阳极集流体箔从所述阳极储存区域的第一辊绕所述阳极集流体部件传入到所述阳极储存区域的第二辊；和将至少一个电机配置为使所述阴极集流体箔从所述阴极储存区域的第一辊绕所述阴极集流体部件传入到所述阴极储存区域的第二辊。5.权利要求1所述的固流电化学装置，所述固流电化学装置还包含：阳极带，其缠绕所述阳极带储存区域的辊；阴极带，其缠绕所述阴极带储存区域的辊；至少一个导轮，其配置为将所述阳极带从所述阳极储存区域的辊向前传入到所述反应区域；至少一个导轮，其配置为将所述阳极带从所述反应区域的辊向回传入到原先的阳极储存区域；至少一个导轮，其配置为将所述阳极带从所述阴极储存区域的辊向前传入到所述反应区域；至少一个导轮，其配置为将所述阳极带从所述反应区域的辊向回传入到原先的阴极储存区域。6.一种固流电化学装置，所述固流电化学装置包含：反应区域，所述反应区域包含：阳极集流体部件；阴极集流体部件；布置于所述阳极集流体部件和所述阴极集流体部件之间的电绝缘离子渗透膜；和电解质；覆盖有阳极活性材料的阳极集流体箔，所述阳极集流体箔与所述阳极集流体部件接触并且绕所述阳极集流体部件布置；覆盖有阴极活性材料的阴极集流体箔，所述阴极集流体箔与所述阴极集流体部件接触并且绕所述阴极集流体部件布置；和至少一个电机，其配置为在充电或放电作业期间同时使所述阳极集流体箔绕所述阳极集流体部件和使所述阴极集流体箔绕所述阴极集流体部件转动。7.权利要求6所述的固流电化学装置，所述固流电化学装置还包含：阳极活性材料储存区域；和阴极活性材料储存区域，所述反应区域布置于所述阳极活性材料储存区域和所述阴极活性材料储存区域之间。8.权利要求7所述的固流电化学装置，其中所述阳极活性材料储存区域和所述阴极活性材料储存区域各自包含第一辊和第二辊。9.权利要求6所述的固流电化学装置，其中所述至少一个电机配置为：将所述阳极集流体箔从所述阳极活性材料储存区域的第一辊绕所述阳极集流体部件传入至所述阳极活性材料储存区域的第二辊；并且将所述阴极集流体箔从所述阴极活性材料储存区域的第一辊绕所述阴极集流体部件传入至所述阴极活性材料储存区域的第二辊。10.权利要求6所述的固流电化学装置，其中所述阳极集流体箔的第一部分缠绕所述阳极活性材料储存区域的第一辊并且覆盖有阳极活性材料，其处于已充电的状态，其中所述阳极集流体箔的第二部分缠绕所述阳极活性材料储存区域的第二辊并且覆盖有阳极活性材料，其处于已放电的状态，其中所述阴极集流体箔的第一部分缠绕所述阴极活性材料储存区域的第一辊并且覆盖有阴极活性材料，其处于已充电的状态，且其中所述阴极集流体箔的第二部分缠绕所述阴极活性材料储存区域的第二辊并且覆盖有阴极活性材料，其处于已放电的状态。11.权利要求1至10中任一项所述的固流电化学装置，其中所述阳极活性材料或所述阴极活性材...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢怡君，王增越，谭朗彦，邹庆立，丛广涛，
申请(专利权)人：香港中文大学，
类型：发明
国别省市：中国香港,81