一种醌多卤化物液流电池的制作方法

文档序号:9913336阅读:350来源:国知局
一种醌多卤化物液流电池的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种液流电池系统。
【背景技术】
[0002]日前随着世界能源供应日趋短缺,人们开始对风能、太阳能等可再生能源的开发和利用广泛关注,但要保证太阳能、风能等可再生能源发电系统的稳定供电,就必须结合高效、廉价、安全可靠的储能技术与其配合,纵观各种储能技术,其中化学储能方式的液流储能电池以其独特的优势而成为目前最适宜大规模储能的蓄电池之一。
[0003]目前发展较好的液流电池体系主要有全钒液流电池及锌溴液流电池两种。全钒液流电池通过电解液中不同价态钒离子在惰性电极上的电化学反应来实现电能和化学能的可逆转化。正极为vo2+/vo2+电对,负极为v2+/v3+电对,硫酸为支持电解质。因为正负极两侧是不同价态的钒离子,避免了离子互串对电解液的污染,影响电池的性能和寿命。另外,钒电解质溶液可以恢复再生,进一步提高了电池系统的寿命,降低运行成本。但是全钒液流电池电解液成本和质子交换膜成本较高、正负极仍存在一定程度的交叉污染问题。
[0004]锌溴液流电池正负半电池由隔膜分开,两侧电解液为ZnBr2溶液。在动力泵的作用下,电解液在储液罐和电池构成的闭合回路中进行循环流动。锌溴液流电池存在的主要问题为溴的污染无法解决。
[0005]醌溴液流电池在文献中已有报道,但是由于文献中使用质子交换膜,并且采用硫酸作为支持电解质,成本及电池电压均偏低,该发明使用多孔膜并使用盐酸作为支持电解质,成本得到了降低,电压得以提高。

【发明内容】

[0006]一种醌多卤化物液流电池系统,包括:正负极端板、正极、多孔隔膜、负极、储液罐、管路、泵。其中正负极由集流体和正负极催化材料组成;充放电时,电解液经由泵从储液罐输送至正、负极,正极发生溴与溴单质的氧化还原反应,负极发生醌与蒽醌的氧化还原反应。为实现上述目的,本发明的具体技术方案如下:
[0007]电池系统由电池模块、电解液储液罐、循环泵、循环管路组成;电池模块由一节或一节以上单电池串联而成,单电池包括正负极端板、正极、负极、隔膜。正负极电极均为活性炭毡。正极电解液盐酸与溴化钠的混合溶液,盐酸浓度为:0.5-2M盐酸,0.5-2M溴化钠。负极电解液盐酸与蒽醌的混合溶液,盐酸浓度为:0.5-2M盐酸,0.5-1M蒽醌。述隔膜为多孔膜或致密膜。
[0008]本发明的有益效果:
[0009]本专利通过技术改进,提出了醌多卤化物液流电池的概念,改善了醌溴液流电池成本偏高,电池电压较低的问题。
【附图说明】
[0010]图1为实施例电池循环稳定性图;
[0011 ] 图2为对比例电池循环稳定性图。
[0012]图3为实施例和对比例电池充放电对比曲线图。
【具体实施方式】
[0013]实施例1
[0014]电解液配置及电池组装:
[0015]正极电解液:40mL的1MHC1+1M溴化钠溶液;负极电解液:40mL的1MHC1+1M蒽醌溶液单电池依次正极端板、正极3x3cm2、碳租、隔膜、碳租、负极3x3cm2石墨板、负极端板。
[0016]电池测试:
[0017]电解液流速:5mL/min ;充放电电流密度20mA/cm2 ;电池循环稳定性见图1。
[0018]对比例I
[0019]电解液配置及电池组装:
[0020]正极电解液:40mL的0.5M硫酸+IM溴化钠溶液;负极电解液:40mL的0.5M硫酸+IM蒽醌溶液单电池依次正极端板、正极3x3cm2、碳租、隔膜、碳租、负极3x3cm2石墨板、负极端板。
[0021]电池测试:
[0022]电解液流速:5mL/min ;充放电电流密度20mA/cm2 ;电池循环稳定性见图2。
[0023]实施例和对比例电池充放电对比曲线见图3。
[0024]本发明醌多卤化物液流电池,包括:正负极端板、正极、多孔隔膜、负极、储液罐、管路、泵。其中正负极由集流体和正负极催化材料组成;充放电时,电解液经由泵从储液罐输送至正、负极,正极发生溴与溴单质的氧化还原反应,负极发生醌与蒽醌的氧化还原反应。
[0025]由图可以看出:盐酸作为支持电解质的f电池充电电压下降,放电电压升高,电池性能得到提升,且循环性能优于硫酸作为支持电解质。
【主权项】
1.一种醌多卤化物液流电池,所述电池由电池模块、装有正极电解液的电解液储液罐、装有负极电解液的负极储液罐、循环泵、循环管路组成;电池模块由二节或三节以上单电池串联而成,单电池包括正极、隔膜、负极,其特征在于:正极电解液为盐酸与溴化钠的混合溶液,负极电解液为盐酸与蒽醌的混合溶液。2.根据权利要求1所述的醌多卤化物液流电池,其特征在于:所述正极电解液为终浓度0.5-2M盐酸和终浓度0.5-2M溴化钠的混合溶液。3.根据权利要求1所述的醌多卤化物液流电池,其特征在于:所述负极电解液为终浓度0.5-2M盐酸和终浓度0.5-1M蒽醌的混合溶液。4.根据权利要求1所述的醌多卤化物液流电池,其特征在于:正极和负极材料均为活性炭毡。5.根据权利要求1所述的醌多卤化物液流电池,其特征在于:所述隔膜为多孔膜或致密膜。6.根据权利要求1所述的醌多卤化物液流电池,其特征在于:单电池包括正极端板、正极、隔膜、负极、负极端板。
【专利摘要】本发明为一种醌多卤化物液流电池,包括:正负极端板、正极、多孔隔膜、负极、储液罐、管路、泵。其中正负极由集流体和正负极催化材料组成;充放电时,电解液经由泵从储液罐输送至正、负极,正极发生溴与溴单质的氧化还原反应,负极发生醌与蒽醌的氧化还原反应。
【IPC分类】H01M2/18, H01M8/02
【公开号】CN105679985
【申请号】
【发明人】赖勤志, 张华民, 程元徽, 李先锋
【申请人】中国科学院大连化学物理研究所
【公开日】2016年6月15日
【申请日】2014年11月17日
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1