用于流动电解液电池的重组器制造技术

一种用于流动电解液电池的重组器，包括限定了用于接收卤素源和氢源的反应室的壳体。催化剂位于所述反应室内以催化卤素源和氢源形成卤化氢，并且反应室内的基本上所有的卤素源、氢源和卤化氢都保持气态形式。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及流动电解液电池(battery)。具体地然而并不排它地，该专利技术涉及ー种用于流动电解液电池的重组器。
技术介绍
用于独立电源供给系统的电池为常见的铅酸电池。然而铅酸电池在性能和环境安全方面具有局限。例如，一般的铅酸电池在较热的气候条件下经常具有较短的寿命，特别当它们时不时地完全地放电时。由于铅是铅酸电池的主要组分并且在制造和处理过程中给环境带来了挑战，因此铅酸电池对环境也是有害的。诸如锌溴电池、锌氯电池和钒流动电池的流动电解液电池提供了克服铅酸电池的上述局限的可能性。具体地，流动电解液电池的运行寿命不受深放电应用的影响，并且流动电解液电池的能量-重量比要比铅酸电池高六倍。与铅酸电池类似，流动电解液电池包括产生的总电压高于单个电池单元(cell)的电压的ー堆电池单元。不过与铅酸电池不同的是，流动电解液电池中的电池单元通过电解液循环路径液压连接。參照图1，流向图示出了如根据现有技术已知的碱式流动锌溴电解液电池100。锌溴电池100包括负电解液循环路径105和独立的正电解液循环路径110。负电解液循环路径105包含有为活性化学物质的锌离子，并且正电解液循环路径110包含有为活性化学物质的溴离子。锌溴电池100还包括负电解液泵115、正电解液泵120、负的锌电解液(阳极电解液)箱125和正的溴电解液(阴极电极液)箱130。复合剂通常添加至溴电解液以形成多溴复合物从而减小了溴元素的反应性和蒸汽压力。为了获得高的电压，锌溴电池100还包括以双极布置连接的一堆电池単元(cell)。例如，电池单元135包括半电池单元140、145,该半电池单元140、145包括双极电极板155和微孔隔离板165。因而,锌溴电池100具有位于集电极板160处的正极端和位于另ー个集电极板150处的负极端。充电过程中在诸如半电池单元145的正的半电池单元中的化学反应能够根据以下的方程式描述2Br — Br2+2e方程式 I溴因此形成在与正的电解液循环路径110液压连通的半电池单元中，并然后储存在正的溴电解液箱130中。充电过程中在诸如半电池单元140的负的半电池单元中的化学反应能够根据以下的方程式描述Zn2++2e — Zn方程式 2金属的锌层170因此形成在与负的电解液循环路径105接触的集电极板150上。放电过程中半电池单元140、145中的化学反应与方程式I和方程式2相反。由于水的电解，利用含水的电解液溶液的所有电池将产生ー些氢气和氢氧离子。如果允许氢从系统逸出，那么电解液的PH值最终将升至能够析出固体沉积物的点从而导致电池性能劣化。为了削弱该影响，可以使用重组器装置将气态的氢分子如氢离子一样返回至电解液循环流从而防止PH值显著升高。重组器利用诸如钼的稀有金属催化剂加速氢和溴气反应以形成氢溴酸，由此使系统重新酸化。重组器将与气体处理单元流体连通，其中该气体处理单元接收电极堆中产生的气体并监测和控制气体压力。当利用重组器时，必须十分小心以确保其中包含的稀有金属催化剂不能进入电解液流，其将导致催化剂在锌电极上镀出并因此减弱电池的性能并导致氢离子的损失。此外，运行过程中催化剂通常保持在升高的温度以确保它处于干燥状态从而获得最佳的持续性能。如果催化剂随后允许在反应物存在的情况下被冷却，例如，当电池没有使用时，将继续产生氢溴酸，不过速率较低。最终催化剂将变得被能够 损害催化剂的该酸性液体浸蚀，导致性能损失和催化剂材料进入电解液流。现有技术的重组器的另一个问题是氢离子返回系统中的速率和效率通常受限于用于反应的溴的可获得性。如上所述，系统中的溴一般与合适的复合剂复合以降低其蒸汽压力，由此导致系统中的溴分压较小。然而，这导致用于获得重组器内的可接受的反应速率的溴的量不足。
技术实现思路
因此该专利技术的目的在于克服或者减轻现有技术的上述缺陷中的至少一个或者至少提供一种有用的或商业上有价值的替代。本专利技术的不是唯一且实际上也不是最宽泛形式的一个形式在于一种用于流动电解液电池的重组器，包括限定了用于接收卤素源和氢源的反应室的壳体；和位于所述反应室内催化卤素源和氢源形成卤化氢的催化剂；其中所述反应室内的基本上所有的卤素源、氢源和卤化氢都是气态形式。 一部分卤素源可以通过将含卤素的电解液暴露于蒸发器而产生。优选地，卤素源为溴源并且卤化氢为溴化氢。如果需要，一部分溴源可以通过将含溴的电解液暴露于溴蒸发器而产生。优选地，含溴的电解液是富溴电解液。壳体还可以包括重组器入口和重组器出口。合适地，由于通过电解液流动通过反应室出口的开放端产生的压力差，溴源和氢源穿过重组器入口被吸入反应室中，并且卤化氢穿过重组器出口被吸离反应室。优选地，电解液通过重组器出口的开放端的流动用锌电解液泵而实现。流动电解液电池是锌卤化物流动电解液电池，例如流动的锌溴或锌氯电解液电池。本专利技术的第二种形式在于一种在流动电解液电池内的电解液流的pH值调整方法，包括步骤(a)将卤素源和氢源弓I入重组器中，该重组器包括用于催化所述卤素源和氢源形成卤化氢的催化剂；和(b)将形成的所述卤化氢移除并将所述卤化氢引入电解液流由此调整流动电解液电池内的电解液流的pH值；其中，所述反应室内的基本上所有的所述卤素源、氢源和卤化氢都是气态的形式。附图说明为了助于理解该专利技术并使本领域技术人员能够实际实施该专利技术，以下參照附图仅通过示例的方式描述了该专利技术的优选实施例，其中图I为示出了现有技术的碱式流动锌溴电解液电池的图；图2A为根据本专利技术实施例的流动电解液电池的包括重组器的气体处理单元的截面图； 图2B为根据本专利技术实施例的集中于溴蒸发器的图2A所示的气体处理单元的另ー个截面图。图3为图2A所示的重组器的截面图。本领域技术人员可以认识到，图中所示的部件的对称布局的微小偏离不会有损本专利技术的公开实施例的正确功能。具体实施例方式本专利技术的实施例包括用于流动电解液电池的重组器和蒸发器。根据本说明书，该专利技术的元件在附图中以简要的轮廓形式示出，其仅显示了对于理解本专利技术的实施例必需的那些具体的细部，而没有过多地杂述(clutter)在本公开中对本领域技术人员是显而易见的细部。在该专利申请说明书中，诸如第一和第二、左和右、前和后、顶部和底部等修饰词语只用于限定一个元件或方法步骤与另ー个元件或方法步骤，而没有必要要求该修饰词语描述具体的相对位置或顺序。诸如“包含”或“包括”的词语不是用于限定排它的元件或方法步骤的组。确切的说，这样的词语仅仅限定了包括在本专利技术的具体实施例中的元件或方法步骤的最小的组。如图2A所示，气体处理单元200包括接收分别来自溴电解液箱和锌电解液箱(图中未示出)的蒸汽的溴电解液气体空间205和锌电解液气体空间210。延伸至溴电解液气体空间205内的溴蒸发器包括至少部分地被网状物(mesh) 220包围的可选的溴蒸发器芯215。实施例中所示的溴蒸发器芯215采用细长管的形式，具有其中形成有孔225的开放的第一端，以及位于芯内的加热元件，其中该加热元件能够被加热至高达大约100°C的工作温度。溴蒸发器芯215可以由很多种材料形成，例如陶瓷、玻璃和塑料，这些材料能够在延长的时间周期被保持在升高的温度，并且没有被锌溴电池内的气氛显著地降解。在ー个实施例中，溴蒸发器芯215采用塑料管的形式，其具有分布在该塑料管中的均匀本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：AR温特，
申请(专利权)人：红流私人有限公司，
类型：发明
国别省市：