一种锌锰液流电池用正极电解液

本发明涉及锌锰液流电池，具体涉及一种锌锰液流电池用正极电解液。

背景技术：

1、随着社会生活和科学技术的发展，日益增长的能源需求促使人们对间歇性可再生能源(如风能和太阳能)的储存进行了详细的研究。然而这些可再生能源的不稳定性和间歇性限制了他们的进一步发展。因此必须大力发展一些可与其配合使用的高效，廉价和安全可靠的储能技术予以解决。

2、液流电池作为一种新型储能电池，其具有系统功率和容量设计互相独立的特点，并且具备循环寿命长、安全可靠、稳定性好和能量效率高等显著的优点，使其受到广泛的研究。目前研究最多和发展最成熟的液流电池为全钒液流电池，但是钒本身较高的价格限制了其进一步的应用。

3、锌锰液流电池因其成本低，资源丰富，能量密度高和丰富的电化学反应而受到人们的关注。其中，基于二价锰离子和二氧化锰的沉积/溶解反应拥有快速的反应动力学和较高的理论容量而有望应用于大规模储能。但是在较大面容量下电极上沉积过多的二氧化锰容易从电极表面脱落到管道，以及电极上产生的中间产物三价锰也容易在溶液中发生歧化反应形成不可逆的二氧化锰。这些二氧化锰在放电过程中无法回到电极上还原而成为了“死锰”，造成了活性物质的不可逆损失以及正极的堵塞。因此，开发和研究能够有效还原“死锰”的电解液在大规模储能上具有重要意义。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了解决现有技术中锰基液流电池在高面容量下存在的“死锰”问题，而提出的一种新型锌锰液流电池用正极电解液。

2、为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

3、一种锌锰液流电池用正极电解液，所述锌锰液流电池用正极电解液包括锰盐、添加剂、溶剂和支持电解质；所述锰盐为硫酸锰、氯化锰和硝酸锰中的一种或两种，添加剂为硫酸氧钒、偏钒酸钠和正钒酸钠中的一种或两种，支持电解质包括钾离子、钠离子和硫酸中的一种。

4、优选的，支持电解质中的钾离子或钠离子用于提高溶液电导率和维持正负极电解液渗透压平衡。

5、优选的，支持电解质硫酸用于调节溶液的ph值。

6、优选的，所述锰盐的浓度为0.1mol/l-1.5mol/l。

7、优选的，所述添加剂的浓度为0.01mol/l-0.1mol/l。

8、优选的，支持电解质中钾离子的来源包括硫酸钾、氯化钾、硝酸钾中的一种或两种以上。

9、优选的，所述支持电解质中钾离子的浓度为1mol/l-3mol/l。

10、优选的，支持电解质中钠离子的来源包括硫酸钠、氯化钠、硝酸钠中的一种或两种以上。

11、优选的，所述支持电解质中钠离子的浓度为1mol/l-3mol/l。

12、优选的，所述支持电解质硫酸的浓度为0.1mol/l-1mol/l。

13、优选的，所述正极电解液中，溶剂为去离子水。

14、本发明的有益效果为：

15、本发明通过使用少量添加剂硫酸氧钒、偏钒酸钠和正钒酸钠中的一种或两种作为氧化还原介质，释放了“死锰”所带来的容量损失和电极损耗，并且添加剂在放电过程中可以循环利用，实现了“死锰”的完全消除，提高了电池的库伦效率和能量效率，促进了电池的循环稳定性；本发明涉及的锌锰液流电池无污染，安全可靠，具有价格和资源优势。

技术特征：

1.一种锌锰液流电池用正极电解液，其特征在于，所述锌锰液流电池用正极电解液包括锰盐、添加剂、溶剂和支持电解质；

2.根据权利要求1所述的一种锌锰液流电池用正极电解液，其特征在于，所述锰盐的浓度为0.1mol/l-1.5mol/l。

3.根据权利要求1所述的一种锌锰液流电池用正极电解液，其特征在于，所述添加剂的浓度为0.01mol/l-0.1mol/l。

4.根据权利要求1所述的一种锌锰液流电池用正极电解液，其特征在于，支持电解质中钾离子的来源包括硫酸钾、氯化钾、硝酸钾中的一种或两种以上。

5.根据权利要求1所述的一种锌锰液流电池用正极电解液，其特征在于，所述支持电解质中钾离子的浓度为1mol/l-3mol/l。

6.根据权利要求1所述的一种锌锰液流电池用正极电解液，其特征在于，支持电解质中钠离子的来源包括硫酸钠、氯化钠、硝酸钠中的一种或两种以上。

7.根据权利要求1所述的一种锌锰液流电池用正极电解液，其特征在于，所述支持电解质中钠离子的浓度为1mol/l-3mol/l。

8.根据权利要求1所述的一种锌锰液流电池用正极电解液，其特征在于，所述支持电解质硫酸的浓度为0.1mol/l-1mol/l。

9.根据权利要求1所述的一种锌锰液流电池用正极电解液，其特征在于，所述正极电解液中，溶剂为去离子水。

技术总结
本发明涉及锌锰液流电池技术领域，公开了一种锌锰液流电池用正极电解液，包括锰盐、添加剂、溶剂和支持电解质；所述锰盐为硫酸锰、氯化锰和硝酸锰中的一种或两种，添加剂为硫酸氧钒、偏钒酸钠和正钒酸钠中的一种或两种，支持电解质包括钾离子、钠离子和硫酸中的一种，本发明通过使用少量添加剂硫酸氧钒作为氧化还原介质，释放了“死锰”所带来的容量损失和电极损耗，并且添加剂在放电过程中可以循环利用，实现了“死锰”的完全消除，提高了电池的库伦效率和能量效率，促进了电池的循环稳定性；本发明涉及的锌锰液流电池无污染，安全可靠，具有价格和资源优势。

技术研发人员：张霏霏,曹金鹏,于开锋
受保护的技术使用者：吉林大学
技术研发日：
技术公布日：2024/3/27