液态流化电极装置、铝液还原方法、铝离子分离方法、充放电装置与流程

本发明涉及电池，尤其涉及一种液态流化电极装置、储能方法、释能方法、充放电装置。

背景技术：

1、电池(battery)指盛有液态电解质溶液和金属电极以产生电流的杯、槽或其他容器或复合容器的部分空间，能将化学能转化成电能的装置。具有正极、负极之分。随着科技的进步，电池泛指能产生电能的小型装置。如太阳能电池。电池的性能参数主要有电动势、容量、比能量和电阻。利用电池作为能量来源，可以得到具有稳定电压，稳定电流，长时间稳定供电，受外界影响很小的电流，并且电池结构简单，携带方便，充放电操作简便易行，不受外界气候和温度的影响，性能稳定可靠，在现代社会生活中的各个方面发挥有很大作用。

2、一般铝电池电极需要与电解质接触，而由于电解质具有较强的腐蚀性，故往往会在电极内掺杂耐腐蚀金属，以形成合金电极，获取较高的抗腐蚀性，但这种方式成本高昂，同时使用寿命仍然有限。

技术实现思路

1、为了解决现有技术中电池充电次数较少的技术问题，本发明提供一种液态流化电极装置、储能方法、释能方法、充放电装置、充放电装置。

2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种液态流化电极装置，包括第一容器，所述第一容器内设有容纳腔，所述第一容器的侧壁上设有第一连通通道，所述容纳腔内设有铝液，所述第一连通通道能够供含有铝元素的离子通过，所述第一容器绝缘设置，所述第一容器上设有第二连通通道；第二容器，所述第一容器设于第二容器内，所述第二容器内设有液态电解质和铝液，所述液态电解质位于铝液的上方，所述铝液通过第一连通通道与液态电解质接触，所述液态电解质能够溶解铝离子；所述第一容器内的铝液通过第二连通通道与第二容器内的铝液接触，且二者相互流通；所述铝液连接外部电路。

3、通过上述技术方案，当铝液接通负载时，容纳腔内的铝液与液态电解质接触并失去电子，形成铝离子，形成的铝离子被液态电解质溶解；当铝液接通电源时，铝液与液态电解质接触，液态电解质内的铝离子得到电子而析出铝液，析出的铝液进入容纳腔内。铝液在接通电源和负载时，分别进行还原和氧化反应，利用液态电解质的腐蚀来帮助铝液进行氧化反应，促进铝的还原与氧化反应的循环。通过铝的流化实现稳定电极，提升电极的使用寿命，同时降低了电极的选材要求，进而大幅降低了电极的成本。

4、通过将铝液设置于容纳腔内，由于第一容器绝缘设置，故液态电解质内的铝离子需要通过第一连通通道才能进行反应，通过第一连通通道进行反应一方面尽可能地减少了外在环境的干扰，另一方面减少了容纳腔内的铝液发生二次氧化的可能。此外，还原形成的铝液会进入容纳腔而被容纳腔所收集，而被电离形成的铝离子又会被溶解于液态电解质中，使得铝元素在反应中没有被损失，铝的还原与氧化能够实现重复与循环，进而使得容纳腔内的铝液在理论上能够实现无限次数的使用。

5、进一步，所述第一容器为耐高温耐腐蚀不导电非金属陶瓷。

6、进一步，所述铝液的密度大于液态电解质的密度，以使第二容器内的液态电解质位于铝液的上方。

7、进一步，所述第一连通通道的周向尺寸范围为0.001-1um，以阻止液态电解质在压力的作用下进入到第一容器内。

8、进一步，所述第一连通通道的周向尺寸沿自身轴向的一端朝向另一端呈逐渐减小趋势。

9、一种铝液还原方法，基于上述的液态流化电极装置，包括如下步骤：

10、s1、铝液接通电源，电源向所述第一连通通道内输入电子；

11、s2、液态电解质内的铝离子与容纳腔内的铝液接触并得到电子以析出铝液，析出的铝液进入容纳腔内，实现充电；

12、一种铝离子分离方法，基于上述液态流化电极装置，包括如下步骤：

13、s1、铝液接通外围电路，第一连通通道中的铝液与液态电解质接触并失去电子，形成铝离子，实现放电；

14、s2、铝离子进入液态电解质中，与液态电解质中含氟和氧的离子组合形成含有铝、氧和氟的复合离子，液态电解质中含铝和氧的离子持续增加，直至超过熔盐体系的溶解度，析出氧化铝，氧化铝悬浮于液态电解质内。

15、本发明的有益效果是，通过将铝液设置于容纳腔内，由于第一容器绝缘设置，故液态电解质内的铝离子需要通过第一连通通道才能进行反应，通过第一连通通道进行反应一方面尽可能地减少了外在环境的干扰，另一方面减少了容纳腔内的铝液发生二次氧化的可能。此外，还原形成的铝液会进入容纳腔而被容纳腔所收集，而被电离形成的铝离子又会被溶解于液态电解质中，使得铝元素在反应中没有被损失，铝的还原与氧化能够实现重复与循环，进而使得容纳腔内的铝液在理论上能够实现无限次数的使用。

技术特征：

1.一种液态流化电极装置，其特征在于，包括

2.如权利要求1所述的液态流化电极装置，其特征在于，所述第一容器(2)采用耐高温耐腐蚀不导电非金属陶瓷制成。

3.如权利要求1所述的液态流化电极装置，其特征在于，所述铝液(14)的密度大于液态电解质(151)的密度，以使第二容器内的液态电解质(151)位于铝液(14)的上方；

4.如权利要求1所述的液态流化电极装置，其特征在于，所述第一连通通道(22)的尺寸范围为0.001-1um，以阻止液态电解质(151)在压力的作用下进入到第一容器(2)内。

5.根据权利要求1所述的液态流化电极装置，其特征在于，所述液态电解质(151)的成分包括na3alf6、k3alf6、li3alf6中的一种或多种。

6.根据权利要求1所述的液态流化电极装置，其特征在于，所述第一连通通道(22)的周向尺寸沿第一容器(2)侧壁朝向容纳腔(21)的方向呈逐渐减小趋势。

7.一种电极流化工作方法，其特征在于，包括如下步骤：

8.一种储能方法，基于权利要求5所述的液态流化电极装置，其特征在于，包括如下步骤：

9.一种释能方法，基于权利要求5所述的液态流化电极装置，其特征在于，包括如下步骤：

10.一种充放电装置，基于权利要求5所述的液态流化电极装置，其特征在于，还包括

技术总结
本发明涉及电池技术领域，尤其涉及一种液态流化电极装置、储能方法、释能方法、充放电装置，包括第一容器，所述第一容器内设有容纳腔，所述第一容器的侧壁上设有第一连通通道，所述容纳腔内设有铝液，所述第一连通通道能够供含有铝元素的离子通过，所述第一容器绝缘设置，所述第一容器上设有第二连通通道。通过将铝液设置于容纳腔内，由于第一容器绝缘设置，故液态电解质内的铝离子需要通过第一连通通道才能进行反应。此外，还原形成的铝液会进入容纳腔而被容纳腔所收集，而被电离形成的铝离子又会被溶解于液态电解质中，使得铝元素在反应中没有被损失，进而使得容纳腔内的铝液在理论上能够实现无限次数的使用。

技术研发人员：张利平
受保护的技术使用者：江苏河海新能源股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15