一种环状氮氧自由基类正极电解液及中性水系有机液流电池制造技术

本发明专利技术公开了一种环状氮氧自由基类正极电解液及中性水系有机液流电池，属于有机液流电池技术领域。该正极电解液将现有支持电解质中的卤素离子(如氯离子)替换为硫酸根离子和双(三氟甲磺酰)亚胺离子等阴离子组成的无机盐，避免了氯离子在充放电过程中引发的析出副反应。硫酸盐和双(三氟甲磺酰)亚胺盐不仅具有更宽的电化学稳定窗口，而且其阴离子对自由水结构具有调控作用，有利于形成更稳定的溶剂化水环境，减少H+和OH‑的强溶剂化行为，抑制电解液中水的分解反应，提高体系对pH波动的耐受能力，拓宽电解液的工作电位窗口，提升液流电池在中性或近中性条件下的运行稳定性与电化学性能。该方案为构建高稳定性、高安全性的水系有机液流电池提供了新的材料设计思路和应用基础。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于新能源，具体涉及一种环状氮氧自由基类正极电解液及中性水系有机液流电池。

技术介绍

1、液流电池是一种通过液态电解液中可逆氧化还原反应实现能量存储与释放的电化学储能技术，具有系统设计灵活、安全性高、循环寿命长等优势，已成为大规模储能应用的重要发展方向。近年来，环状氮氧自由基类有机分子，因其具有较高的氧化还原电位、优异的空气稳定性及可逆性，被广泛应用于中性水系有机液流电池的正极电解质体系中。然而，类似于多数有机分子，该类化合物在水溶液中的溶解度普遍较低，限制了其在高能量密度电池中的实际应用。为改善其水溶性，通常需引入亲水性官能团进行分子结构修饰，以增强其在支持电解质中的溶解度。此外，尽管环状氮氧自由基类化合物在中性环境中具有较好的结构稳定性，但在偏酸性或偏碱性条件下，其分子结构易发生歧化反应、降解反应或电化学失活，导致电解质活性位点丧失。这些不利因素将进一步引起电池容量快速衰减、循环寿命缩短，严重制约了其在水系液流电池中的大规模稳定应用。

技术实现思路

1、本专利技术的目的在于克服现有技术中的不足，本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种环状氮氧自由基类正极电解液，其特征在于，包括有机活性分子和支持电解质，所述有机活性分子为环状氮氧自由基或其衍生物，所述支持电解质为硫酸盐溶液、双(三氟甲磺酰)亚胺盐溶液或其混合溶液。

2.根据权利要求1所述的一种环状氮氧自由基类正极电解液，其特征在于，所述硫酸盐溶液中的硫酸盐选自硫酸钾、硫酸钠、硫酸铷、硫酸铵、硫酸铯和硫酸镁中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的一种环状氮氧自由基类正极电解液，其特征在于，所述硫酸盐溶液中的硫酸盐为硫酸钾。

4.根据权利要求1所述的一种环状氮氧自由基类正极电解液，其特征在于，所述双(三氟甲磺酰)亚胺盐溶液中的...

【技术特征摘要】

1.一种环状氮氧自由基类正极电解液，其特征在于，包括有机活性分子和支持电解质，所述有机活性分子为环状氮氧自由基或其衍生物，所述支持电解质为硫酸盐溶液、双(三氟甲磺酰)亚胺盐溶液或其混合溶液。

2.根据权利要求1所述的一种环状氮氧自由基类正极电解液，其特征在于，所述硫酸盐溶液中的硫酸盐选自硫酸钾、硫酸钠、硫酸铷、硫酸铵、硫酸铯和硫酸镁中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的一种环状氮氧自由基类正极电解液，其特征在于，所述硫酸盐溶液中的硫酸盐为硫酸钾。

4.根据权利要求1所述的一种环状氮氧自由基类正极电解液，其特征在于，所述双(三氟甲磺酰)亚胺盐溶液中的双(三氟甲磺酰)亚胺盐为双(三氟甲磺酰)亚胺钾或双(三氟甲磺酰)亚胺钠。

5.根据权利要求1所述的一种环状氮氧自由基类正极电解液，其特征在于，所述环状氮氧自由基或其...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋江选，范豪，刘凯，王浩，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：