一种双液流储能电池制造技术

本发明专利技术提供了一种双液流储能电池，其特征在于，由一节单电池或两节以上单电池串联而成的电池模块；正极电解液储罐、负极电解液储罐、隔膜；正极电解液为FeSO4水溶液，负极电解液为ZnSO4水溶液。本发明专利技术所使用的材料来源丰富，成本低，效果好。

【技术实现步骤摘要】
一种双液流储能电池
本专利技术属于液流电池
，尤其涉及到一种双液流储能电池。
技术介绍
目前，世界各国所使用的双液流储能电池，技术最成熟、性能最可靠的是“全釩液流电池”（简称釩电池）。釩电池安全性高，寿命长（循环充放电次数大于16000次），电池容量大，主要用于电网调峰，如大型风电场，光伏电站，潮汐电站和火电站，适用于100MW以上的储能系统。釩电池的缺点主要有：正极液在温度高于25摄氏度时易析出五氧化二钒沉淀（釩电池在运行中很容易超过摄氏25度）；五氧化二釩有剧毒，危害环境；石墨极板易受正极液刻蚀，一般两个月就需要进行维护；电池成本高，有人计算，一台5kw的电池，成本在40万元以上；另外，我国釩资源并不充足，推广釩电池并不利于持续发展。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提供了一种双液流储能电池，由一节单电池或两节以上单电池串联而成的电池模块；正极电解液储罐、负极电解液储罐、隔膜；正极电解液为FeSO4水溶液，负极电解液为ZnSO4水溶液。进一步的，单电池包括正极电池极板为钛板，负极电池极板为锌板。进一步的，单电池包括的正极和负极均采用三维电极。进一步的，正极为网状电极（钛网或耐酸不锈钢丝网），负极为粒状电极（锌粒）。进一步的，正极反应式为：Fe2+=Fe3++e,标准电极电位为0.77V。进一步的，负极反应式为Zn=Zn2++2e，标准电极电位为-0.763V。进一步的，正极电解液pH值为0.0—2.0。进一步的，负极电解液pH值为2.72—5.0。进一步的，正极电解液中含有添加剂ZnSO4和支持电解质K2SO4。进一步的，负极电解液中含有支持电解质K2SO4。本专利技术的优点为：本专利技术所述电池采用铁、锌作为材料，铁、锌材料资源丰富，利于持续发展。硫酸铁、硫酸亚铁、硫酸锌等来源丰富，价格低廉。而且，本专利技术的电池正、负电极室之间不采用质子膜（技术为美国杜邦公司垄断）而采用国产阴离子交换膜，其价格比前者低得多。电池理论电动势为1.53伏，略高于釩电池的1.4伏。所采用的正、负极电解液均为弱酸性，比釩电池的强硫酸性溶液（浓度在1.8M以上）的腐蚀性要小的多。电极材料用钛，甚至用耐酸不锈钢即可，价格不高，加工成本也低。具体实施方式本专利技术可被称为铁锌-阴离子（交换）膜型双液流储能电池，是由一节单电池或两节以上+单电池串联而成的电池模块。下面对单电池的结构进行说明。单电池包括：正极电解液储罐、负极电解液储罐、隔膜。正极电解液，即正极活性物质，为FeSO4水溶液，优选的其内含有添加剂ZnSO4、支持电解质K2SO4。正极反应式为：Fe2+=Fe3++e,标准电极电位为0.77V。正极电解液pH值为0.0—2.0。负极电解液，即负极活性物质，为ZnSO4水溶液，优选的，还包括电解质K2SO4。负极反应式为Zn=Zn2++2e，标准电极电位为-0.763V。负极电解液pH值为2.72—5.0。电池极板中，正极板采用钛板，负极板采用锌板。电池正、负电极室之间的隔膜采用阴离子（交换）膜。电池理论电动势E=1.53V。本专利技术对现有技术的另一个贡献是：正极和负极均采用三维电极的一种形式：粒状电极。正极为网状电极（钛网或耐酸不锈钢丝网），负极“为粒状电极”（锌粒）。用导体颗粒填充在正/负极极板与电池隔膜之间的空间，全部导体丝网或者颗粒颗粒的表面都是电极的表面，电解液从各个网孔或者颗粒之间的空隙穿流而过，边流过边进行电极反应（释放或接受电子），从而使电极的有效面积大大增加。在全钒液流电池中也使用了碳纤维布，这也是三维电极的一种形式。不过，这与本专利技术中所使用的金属丝网或者粒状电极是完全不同的。下面对验证本专利技术技术效果的试验过程进行举例说明。本次实验采用美国进口阴离子交换膜，正极采用钛片（d=12mm，δ=2mm）填充，负极采用锌粒（Φ=3mm）填充，床层高均为8cm。正极电解液：取1000mL烧杯，加入适量蒸馏水，分别称取FeSO4·7H2O417.2g，K2SO410.9g，ZnSO47.2g加入其中，溶解，定容至1000mL，调pH在1.2左右后，注入2500mL储液瓶中。负极电解液：取1000mL烧杯，加入适量蒸馏水，称取K2SO417.4g，ZnSO4287.56g加入其中，溶解，定容至1000mL，调pH在4.0左右，注入2500mL储液瓶中。液流电池组成：电池体、储液瓶（4个）将电池体的正负极室的进出液口分别与储液瓶连接，形成流动回路。充电实验：充电前测得电池开路电压为1.272V，再将流速控制在16.67mL/min左右，进行循环实验。充电电压4.0V，充电电流0.25A，1小时后电解液流尽，充电终止，此时电池开路电压充至1.34V。同时测得Fe3+含量增加2.2%。放电实验：放电初始电压1.34V，再将流速控制在16.67mL/min左右，进行循环实验。放电1小时后，电池电压由1.34V降至1.298V，测得Fe3+含量由2.2%降至2%。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双液流储能电池，其特征在于，由一节单电池或两节以上单电池串联而成的电池模块；正极电解液储罐、负极电解液储罐、隔膜；正极电解液为FeSO4水溶液，负极电解液为ZnSO4水溶液。

【技术特征摘要】
1.一种双液流储能电池，其特征在于，由一节单电池或两节以上单电池串联而成的电池模块；正极电解液储罐、负极电解液储罐、隔膜；正极电解液为FeSO4水溶液，负极电解液为ZnSO4水溶液。2.如权利要求1所述的双液流储能电池，其特征在于，单电池包括正极电池极板为钛板，负极电池极板为锌板。3.如权利要求1所述的双液流储能电池，其特征在于，单电池包括的正极和负极均采用三维电极。4.如权利要求3所述的双液流储能电池，其特征在于，正极为网状电极，负极为粒状电极。5.如权利要求1所述的双液流储能电池，其特征在于，正极反应式为：Fe2...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨炳坤，王建业，
申请(专利权)人：四川川润液压润滑设备有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51