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【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电池材料及电化学,尤其涉及一种高离子电导率的熔盐电池。
技术介绍
1、随着社会的不断进步,传统化石能源的有限,并且在不断消耗,对于可再生清洁能源的需要越来越高。然而像风能、太阳能、潮汐能等这些可再生能源的输出受地点、时间等环境因素的影响较大,不能立即转化为我们可以直接使用的能源,需要利用合适且高效的电网系统与其进行匹配来消除这些环境因素对能源产生与输出的不均衡造成的影响。所以成本更低、更加智能的电网体系成为人们的关注点。
2、熔盐电池作为一类低成本的储能方式被广泛应用于电网储能,然而熔盐电池需要在高的工作温度下运行,使电解质保持较高的离子电导率,以确保电池正常运行,因此也需要大量的能量支撑,增加了能耗,降低了储能系统的整体的储能效率。因此如何降低熔盐电池的工作温度甚至使工作温度接近室温,并且同时使熔盐电池的电解质保持较高的离子传导速率是提高电网储能效率现阶段亟待解决的问题,而还没有适用于熔盐电池且能够同时改善这些问题的材料。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题在于,提供一种高离子电导率的熔盐电池,其工作温度较低,且在较低工作温度下具有高离子电导率,而且具有低成本。
2、为了解决上述技术问题,本专利技术第一方面提供了一种高离子电导率的熔盐电池,所述熔盐电池的电解质中含有化学通式为式一的下述物质:
3、naxm1ym2zm3(6-x-3y-4z)b6(式一)
4、其中,0.25<x<2.5,0.1&l
5、m1选自la、pr、nd、pm、eu、gd、tb、dy、ho、er、tm、yb、lu中的一种或多种;
6、m2选自zr、hf的一种或两种;
7、m3选自mo、ta、w中的一种或多种;
8、b为卤素。
9、作为上述方案的改进,所述b选自cl、br、i中的一种或多种。
10、作为上述方案的改进,当6-x-3y-4z=0时,所述物质含有m1和m2,所述m1和m2的摩尔比为1:(0.25~4)。
11、作为上述方案的改进,当6-x-3y-4z>0时,所述物质含有m1、m2和m3,所述m1、m2和m3的摩尔比为4:3:(1~4)。
12、作为上述方案的改进,所述熔盐电池的工作温度为20~200℃。
13、作为上述方案的改进,所述物质由下述方法制得:
14、在惰性气体氛围下,所述物质通过球磨或者球磨并退火或者共融制成。
15、作为上述方案的改进,所述球磨的球料比为1:(10~60),转速为200rpm~800rpm,球磨时间为0.5h~24h。
16、作为上述方案的改进,所述退火的温度为100℃~350℃,退火时间为2h~8h。
17、作为上述方案的改进,所述共融的温度为600℃~800℃,共融时间为2h~48h。
18、作为上述方案的改进,所述熔盐电池还包括电解质a,所述电解质a与所述物质的摩尔比为1:(0.01~5)。
19、作为上述方案的改进,所述电解质a为licl、nacl、kcl、cucl、alcl3中的一种或多种。
20、作为上述方案的改进,所述熔盐电池的正极主要由alcl3、vcl3、fecl2、fecl3、nicl2、cucl、cucl2中的一种或多种制成。
21、作为上述方案的改进,所述熔盐电池的负极选自金属na、金属sn、金属in、金属合金、钛化合物、碳质材料、磷化物、硫化物、磷碳、金属氧化物、硅中的一种或多种。
22、实施本专利技术,具有如下有益效果:
23、本专利技术针对熔盐电池的工作温度高并且较低温度下离子电导率较低的问题,制备了一种高离子电导率的熔盐电池,所述熔盐电池的正极材料或者负极材料或者电解质中含有化学通式为axm1ym2zm3(6-x-3y-4z)b6的物质。通过在熔盐电池中添加该物质可以使熔盐电池在较低的温度下运行并且使电解质具有较高的离子电导率,提高能量输出效率,有效降低熔盐电池工作温度,减少能耗,延长熔盐电池的使用寿命。此外,熔盐电池中的该物质组分简单,原料廉价易得,可以有效降低熔盐电池的成本,用于工业化大批量制备,进而扩大其适用范围,广泛用于应用到大规模储能的电网体系中。
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1.一种高离子电导率的熔盐电池,其特征在于,所述熔盐电池的电解质中含有化学通式为式一的下述物质:
2.如权利要求1所述的高离子电导率的熔盐电池,其特征在于,所述B选自Cl、Br、I中的一种或多种。
3.如权利要求1所述的高离子电导率的熔盐电池,其特征在于,当6-x-3y-4z=0时,所述物质含有M1和M2,所述M1和M2的摩尔比为1:(0.25~4)。
4.如权利要求1所述的高离子电导率的熔盐电池,其特征在于,当6-x-3y-4z>0时,所述物质含有M1、M2和M3,所述M1、M2和M3的摩尔比为4:3:(1~4)。
5.如权利要求1所述的高离子电导率的熔盐电池,其特征在于,所述熔盐电池的工作温度为20~200℃。
6.如权利要求1的高离子电导率的熔盐电池,其特征在于,所述物质由下述方法制得:
7.如权利要求6所述的高离子电导率的熔盐电池,其特征在于,所述球磨的球料比为1:(10~60),转速为200rpm~800rpm,球磨时间为0.5h~24h;
8.如权利要求1所述的熔盐电池,其特征在于,所
9.如权利要求8所述的熔盐电池,其特征在于,所述电解质A为LiCl、NaCl、KCl、CuCl、AlCl3中的一种或多种。
10.如权利要求8所述的熔盐电池,其特征在于,所述熔盐电池的正极主要由AlCl3、VCl3、FeCl2、FeCl3、NiCl2、CuCl、CuCl2中的一种或多种制成;
...【技术特征摘要】
1.一种高离子电导率的熔盐电池,其特征在于,所述熔盐电池的电解质中含有化学通式为式一的下述物质:
2.如权利要求1所述的高离子电导率的熔盐电池,其特征在于,所述b选自cl、br、i中的一种或多种。
3.如权利要求1所述的高离子电导率的熔盐电池,其特征在于,当6-x-3y-4z=0时,所述物质含有m1和m2,所述m1和m2的摩尔比为1:(0.25~4)。
4.如权利要求1所述的高离子电导率的熔盐电池,其特征在于,当6-x-3y-4z>0时,所述物质含有m1、m2和m3,所述m1、m2和m3的摩尔比为4:3:(1~4)。
5.如权利要求1所述的高离子电导率的熔盐电池,其特征在于,所述熔盐电池的工作温度为20~200℃。
6.如权利要...
【专利技术属性】
技术研发人员:梁剑文,徐洋,赵昌泰,肖必威,李晓娜,孙学良,
申请(专利权)人:有研广东新材料技术研究院,
类型:发明
国别省市:
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