具有抑制剂的碱锰氧化还原液流电池的制作方法

背景技术：

1、液流电池，也称为氧化还原液流电池或氧化还原液流电池单元，被设计来将电能转换为可储存并且稍后在存在需求时释放的化学能。作为示例，液流电池可与可再生能源系统(诸如风力系统)一起使用，以储存超出消费者需求的能量并且稍后在存在更大需求时释放所述能量。

2、典型的液流电池包括氧化还原液流电池单元，所述氧化还原液流电池单元具有由电解液层分隔开的负极和正极，所述电解液层可包括隔膜诸如离子交换膜。负流体电解液(有时称为阳极电解液)被递送到负极，并且正流体电解液(有时称为阴极电解液)被递送到正极，以驱动氧化还原对之间的可逆氧化还原反应。在充电时，所供应的电能在一种电解液中引起还原反应并且在另一种电解液中引起氧化反应。隔膜防止电解液自由地且快速地混合，但允许所选择离子穿过以完成氧化还原反应。在放电时，液体电解液中包含的化学能在逆反应中被释放，并且电能可从电极汲取。

技术实现思路

1、根据本公开的示例的氧化还原液流电池包括氧化还原液流电池单元以及在所述氧化还原液流电池单元外部的供应和储存系统。所述供应和储存系统包括用于循环通过所述氧化还原液流电池单元的第一电解液和第二电解液。所述第一电解液是具有电化学活性锰物质的液体电解液，所述电化学活性锰物质在所述氧化还原液流电池单元中具有多种可逆氧化态。所述电化学活性锰物质可经受引起氧化锰固体的沉淀的反应。所述第一电解液还包括限制自放电反应的抑制剂，并且所述抑制剂包括含氧阴离子化合物。

2、在前述实施方案中任一个实施方案的进一步的实施方案中，所述抑制剂选自由以下项组成的组：磷酸盐(po43-)、硝酸盐(no3-)、和硫酸盐(so42-)、或在所述电解液中分解以形成磷酸盐物质、硝酸盐物质或硫酸盐物质的任何化合物以及它们的混合物。

3、在前述实施方案中任一个实施方案的进一步的实施方案中，所述抑制剂选自由以下项组成的组：磷酸盐及其混合物。

4、在前述实施方案中任一个实施方案的进一步的实施方案中，所述抑制剂选自由以下项组成的组：硝酸盐及其混合物。

5、在前述实施方案中任一个实施方案的进一步的实施方案中，所述抑制剂选自由以下项组成的组：硫酸盐及其混合物。

6、在前述实施方案中任一个实施方案的进一步的实施方案中，所述抑制剂是在所述氧化还原液流电池的操作期间分解以在溶液中生成磷酸盐物质、硝酸盐物质或硫酸盐物质的化合物。

7、在前述实施方案中任一个实施方案的进一步的实施方案中，所述第一电解液具有其中每1mol锰离子存在0.0001mol至0.1mol抑制剂的组合物。

8、在前述实施方案中任一个实施方案的进一步的实施方案中，所述第一电解液具有其中每1mol锰存在0.001mol至0.01mol抑制剂的组合物。

9、在前述实施方案中任一个实施方案的进一步的实施方案中，所述电化学活性锰物质是mno4-和mno42-。

10、根据本公开的示例的用于氧化还原液流电池的电解液包括支持电解液，所述支持电解液包括溶剂和支持盐；以及电化学活性锰物质，所述电化学活性锰物质溶解在所述支持电解液中。所述电化学活性锰物质在所述支持电解液中具有多种可逆氧化态。抑制剂溶解在所述支持电解液中并且限制引起氧化锰固体的沉淀的所述电化学活性锰物质的反应。所述抑制剂包括含氧阴离子化合物。

11、在前述实施方案中任一个实施方案的进一步的实施方案中，所述抑制剂选自由以下项组成的组：磷酸盐(po43-)、硝酸盐(no3-)、和硫酸盐(so42-)、或在所述电解液中分解以形成磷酸盐物质、硝酸盐物质或硫酸盐物质的任何化合物以及它们的混合物。

12、在前述实施方案中任一个实施方案的进一步的实施方案中，所述抑制剂选自由以下项组成的组：磷酸盐及其混合物。

13、在前述实施方案中任一个实施方案的进一步的实施方案中，所述抑制剂选自由以下项组成的组：硝酸盐及其混合物。

14、在前述实施方案中任一个实施方案的进一步的实施方案中，所述抑制剂选自由以下项组成的组：硫酸盐及其混合物。

15、在前述实施方案中任一个实施方案的进一步的实施方案中，所述抑制剂是在所述电解液中分解以在溶液中生成磷酸盐物质、硝酸盐物质或硫酸盐物质的化合物。

16、前述实施方案中任一个实施方案的进一步的实施方案包括其中每1mol锰存在0.0001mol至0.1mol抑制剂的组合物。

17、在前述实施方案中任一个实施方案的进一步的实施方案中，所述电化学活性锰物质是mno4-和mno42-。

技术特征：

1.一种氧化还原液流电池，其包括：

2.如权利要求1所述的氧化还原液流电池，其中所述抑制剂选自由以下项组成的组：磷酸盐(po43-)、硝酸盐(no3-)、和硫酸盐(so42-)、或在所述电解液中分解以形成磷酸盐物质、硝酸盐物质或硫酸盐物质的任何化合物以及它们的混合物。

3.如权利要求2所述的氧化还原液流电池，其中所述抑制剂选自由以下项组成的组：磷酸盐及其混合物。

4.如权利要求2所述的氧化还原液流电池，其中所述抑制剂选自由以下项组成的组：硝酸盐及其混合物。

5.如权利要求2所述的氧化还原液流电池，其中所述抑制剂选自由以下项组成的组：硫酸盐及其混合物。

6.如权利要求2所述的氧化还原液流电池，其中所述抑制剂是在所述氧化还原液流电池的操作期间分解以在溶液中生成磷酸盐物质、硝酸盐物质或硫酸盐物质的化合物。

7.如权利要求2所述的氧化还原液流电池，其中所述第一电解液具有其中每1mol锰离子存在0.0001mol至0.1mol抑制剂的组合物。

8.如权利要求7所述的氧化还原液流电池，其中所述第一电解液具有其中每1mol锰存在0.001mol至0.01mol抑制剂的组合物。

9.如权利要求1所述的氧化还原液流电池，其中所述电化学活性锰物质为mno4-和mno42-。

10.一种用于氧化还原液流电池的电解液，其包括：

11.如权利要求10所述的电解液，其中所述抑制剂选自由以下项组成的组：磷酸盐(po43-)、硝酸盐(no3-)、和硫酸盐(so42-)、或在所述电解液中分解以形成磷酸盐物质、硝酸盐物质或硫酸盐物质的任何化合物以及它们的混合物。

12.如权利要求11所述的电解液，其中所述抑制剂选自由以下项组成的组：磷酸盐及其混合物。

13.如权利要求11所述的电解液，其中所述抑制剂选自由以下项组成的组：硝酸盐及其混合物。

14.如权利要求11所述的电解液，其中所述抑制剂选自由以下项组成的组：硫酸盐及其混合物。

15.如权利要求11所述的电解液，其中所述抑制剂是在所述电解液中分解以在溶液中生成磷酸盐物质、硝酸盐物质或硫酸盐物质的化合物。

16.如权利要求11所述的电解液，其具有其中每1mol锰存在0.0001mol至0.1mol抑制剂的组合物。

17.如权利要求11所述的电解液，其中所述电化学活性锰物质为mno4-和mno42-。

技术总结
一种氧化还原液流电池，包括氧化还原液流电池单元以及在所述氧化还原液流电池单元外部的供应和储存系统。所述供应和储存系统包括用于循环通过所述氧化还原液流电池单元的第一电解液和第二电解液。所述第一电解液是具有电化学活性锰物质的液体电解液，所述电化学活性锰物质在所述氧化还原液流电池单元中具有多种可逆氧化态。所述电化学活性锰物质可经受引起氧化锰固体的沉淀的反应。所述第一电解液包括限制自放电反应的抑制剂。所述抑制剂包括含氧阴离子化合物。

技术研发人员：T·达文波特,J·D·赛瑞达瑞迪斯,R·M·达林
受保护的技术使用者：雷神科技公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/11