一种高能量密度锂浆料电池及其工作方式制造技术

本发明专利技术提供一种高能量密度的锂浆料电池及工作方式，电解液与电极活性材料和导电剂颗粒分别位于两个装置容器中，运输时主要运输电解液，电解液与电极活性材料和导电剂颗粒在另一个靠近电池反应器的装置内完成均匀混合配制得到流动性较好的电极浆料，然后流动性较好的电极浆料进入电池反应器，多余的电解液可以通过电极腔内的多孔滤网流出，使得留在电极腔内的电极浆料固含量较高，提高电池能量密度。本发明专利技术的高能量密度锂浆料电池既可以解决电极浆料粘度高产生的运输损耗问题，同时又能提高电池反应器内电极悬浮液的固体颗粒含量和稳定性，使电池系统具有高的能量密度和良好的稳定性。

A Lithium Slurry Battery with High Energy Density and Its Working Mode

【技术实现步骤摘要】
一种高能量密度锂浆料电池及其工作方式
本专利技术涉及锂浆料电池
，具体地涉及一种高能量密度锂浆料电池的结构及工作方式。
技术介绍
锂浆料电池是一种新型电池技术，分为具有外部循环系统的锂浆料电池和无外循环的锂浆料电池两种结构形式。锂浆料电池以电极浆料作为实现电化学功能的主体材料，电极浆料由电极活性颗粒和导电添加剂分散于电解液中形成的固液两相混合态。具有外部循环系统的锂浆料电池也被称为锂离子液流电池，可应用于新能源发电配套的大型储能领域，主要包括电池反应器、储液容器和输运管路，电极浆料在储液容器与电池反应器之间连续或间歇流动，在电池反应器中发生电化学反应，具有电池能量密度与功率密度可独立设计的特征。无外循环的锂浆料电池不需要考虑电极浆料的流动性，因此可以具有更高的固体颗粒含量和能量密度，可应用于小型电动交通工具或家庭储能领域。中国专利201210144560.5公开了一种无泵锂离子液流电池，该无泵锂离子液流电池包括电池子系统、配液罐、集液罐和运输罐，运输罐中的电极浆料靠机械力或重力和气压力进行运送。为了提高锂浆料电池的能量密度和导电性能，电极浆料中一般含有尽可能多的电极活性颗粒和导本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高能量密度锂浆料电池，其特征在于，所述高能量密度锂浆料电池包括电解液储存装置、电极浆料配制装置、电极浆料储存装置、驱动装置和电池反应器，所述电解液储存装置、电极浆料配制装置、电极浆料储存装置、驱动装置以及电池反应器之间分别通过管道连接，在每个连接的管道上设有阀门和计量装置，所述电池反应器的电极腔内设有多孔滤网，用于分离电极浆料中过量的液态电解液和固态的电极活性颗粒以及导电剂颗粒，从而在所述电极腔中得到固含量为30％～80％的电极浆料。

【技术特征摘要】
1.一种高能量密度锂浆料电池，其特征在于，所述高能量密度锂浆料电池包括电解液储存装置、电极浆料配制装置、电极浆料储存装置、驱动装置和电池反应器，所述电解液储存装置、电极浆料配制装置、电极浆料储存装置、驱动装置以及电池反应器之间分别通过管道连接，在每个连接的管道上设有阀门和计量装置，所述电池反应器的电极腔内设有多孔滤网，用于分离电极浆料中过量的液态电解液和固态的电极活性颗粒以及导电剂颗粒，从而在所述电极腔中得到固含量为30％～80％的电极浆料。2.根据权利要求1所述的高能量密度锂浆料电池，其中，所述电极浆料配置装置包括正极浆料配制装置和负极浆料配制装置，在所述电极浆料配置装置内设有电极浆料搅拌装置；或者，在所述电极浆料配置装置的表面设有电极浆料振动装置；或者，在所述电极浆料配置装置内设有电极浆料搅拌装置并且在所述电极浆料配置装置的表面设有电极浆料振动装置，使得电极浆料能够混合均匀，其中所述电极浆料搅拌装置包括机械搅拌桨和/或磁力搅拌转子，所述电极浆料振动装置包括超声波振动器和/或电磁振动器。3.根据权利要求2所述的高能量密度锂浆料电池，其中，所述电极浆料配置装置还设有：注料口，用于注入电极活性颗粒和导电剂颗粒；电解液口，用于电解液的流入和流出；电极浆料口，用于电极浆料的流入和流出；多孔滤网，用来分离电极浆料中的电解液和电极活性颗粒以及导电剂颗粒，其中，所述电解液口通过管道与所述电解液储存装置连通，所述电极浆料口通过管道与所述电池反应器的电极腔连接。4.根据权利要求3所述的高能量密度锂浆料电池，其中，所述电池反应器包括正极腔和负极腔以及设于正极腔和负极腔之间的隔离层，所述正极腔内设有正极集流体和多孔滤网，所述负极腔内设有负极集流体和多孔滤网；所述正极腔的两端分别设有正极浆料进液口和正极浆料出液口，所述正极浆料进液口与所述正极浆料配制装置的电极浆料口通过管道连通；所述负极腔的两端分别设有负极浆料进液口和负极浆料出液口，负极浆料进液口与所述负极浆料配制装置的电极浆料口通过管道连通。5.根据权利要求1或4所述的高能量密度锂浆料电池，其中，所述电池反应器电极腔一侧还设有电解液口，所述电解液口通过管道与所述电解液储存装置连通，电极腔内多余的电解液通过所述电极腔内的多孔滤网从电解液口流出并进入电解液储存装置。6.根据权利要求4所述的高能量密度锂浆料电池，其中，所述电极浆料储存装置包括正极浆料储存装置和负极浆料储存装置，所述电极浆料储存装置设有：电极浆料口，分别与所述电池反应器的正极浆料出液口和负极浆料出液口通过管道连通；多孔滤网，用来分离电极浆料中的电解液和电极活性颗粒以及导电剂颗粒；电解液口，通过管道与所述电解液储存装置连通，所述电极浆料储存装置中电极浆料的电解液通过所述电极浆料储存装置中的多孔滤网进入所述电解液储存装置。7.根据权利要求6所述的高能量密度锂浆料电池，其中，根据需求可并列设置多个独立的所述电极浆料储存装置，分别与电池反应器的电极腔连通，用于多次充/放电反应后电极浆料的单独储存。8.根据权利要求1所述的高能量密度锂浆料电池，其中，所述电极浆料包括正极浆料和负极浆料，所述正极浆料为正极活性颗粒、导电剂颗粒与电解液的混合物，所述正极浆料位于所述正极腔内；所述负极浆料为负极活性颗粒、导电剂颗粒与电解液的混合物，所述负极浆料位于所述负极腔内；或者，所述电极浆料包括复合电极颗粒和电解液，所述复合电极颗粒为电极活性颗粒与导电剂颗粒通过机械方法或化学方法进行复合而形成的高导电性能复合电极颗粒；流动性好的电极浆料中固含量为5％～30％，高固含量的电极浆料中固含量为30％～80％。9.根据权利要求8所述的高能量密...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯彩梅，陈永翀，谢晨，张艳萍，何颖源，
申请(专利权)人：北京好风光储能技术有限公司，河北美浆电池有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11