[發明專利]一種水溶性有機電對液流電池

無效

• 申請號: 200910176983.3
• 申請日: 2009-09-25
• 公開（公告）號: CN102035007A
• 公開（公告）日: 2011-04-27
• 發明（設計）人: 徐艷;文越華;程杰;楊裕生;曹高萍
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍63971部隊
• 主分類號: H01M8/18
• 分類號: H01M8/18;H01M10/36;H01M10/40;H01M8/24;H01M4/02;H01M4/60
• 代理公司: 中國人民解放軍防化研究院專利服務中心 11046
• 代理人: 劉永盛;林英

1.一種水溶性有機電對液流電池，其特征是液流電池，由正極(7)、正極電解液儲罐(11)、隔膜(8)、負極(4)和負極電解液儲罐(3)構成。正極(7)和負極(4)之間用隔膜(8)分開，正極電解液儲罐(11)通過正極輸送管線(9)與正極室(14)連通，負極電解液儲罐(3)通過負極輸送管線(2)與負極室(15)連通；正極(7)和負極(4)其中之一的活性物質為水溶性有機電對，另一極活性物質為無機電對或者有機電對；正極電解液(12)和負極電解液(13)分別存儲在外設的正極儲罐(11)和負極儲罐(3)內，分別通過正極輸液泵(10)和負極輸液泵(16)推動循環流過正極室(14)和負極室(15)，在由隔膜(8)分隔的正極(7)和負極(4)上發生氧化/還原反應，進行充電或放電過程。

2.根據權利要求1所述的水溶性有機電對液流電池，其特征是所述的水溶性有機電對是含氧官能團有機物及其衍生物、含硫官能團有機物及其衍生物、含氮官能團有機物及其衍生物或金屬有機化合物及其衍生物；含氧官能團有機物及其衍生物為酚醌類、醛酮類或含氧雜環化合物，含硫官能團有機物及其衍生物為二硫類、硫醚類或含硫雜環化合物，含氮官能團有機物及其衍生物為硝基類、氨基類或含氮雜環化合物，金屬有機化合物及其衍生物為二茂鐵或二茂鎳。

3.根據權利要求1所述的水溶性有機電對液流電池，其特征是所述的無機電對為水溶性無機電對、溶解/沉積型無機電對或者含在固體電極中的無機電對，可由下列一種或者一種以上的金屬變價構成：Co、Pb、Ce、Mn、Cd、Hg、Zn、Fe、Cu、Ag、Sn、Sb、V、Ni、Cr、In。

4.根據權利要求1所述的水溶性有機電對液流電池，其特征是正極電解液和負極電解液為酸性或中性水溶液，該電解液中的電解質包含以下的一種或一種以上：H₂SO₄、HCl、H₃PO₄、HNO₃、CH₃COOH、甲基磺酸、四氟硼酸、NH₄Cl、NaCl、KCl、Na₂SO₄、K₂SO₄、(NH₄)₂SO₄。

5.根據權利要求1所述的水溶性有機電對液流電池，其特征是正極電解液和負極電解液可以是堿性水溶液，該電解液中的電解質包含以下的一種或一種以上：Ba(OH)₂、NaOH、KOH、LiOH、NH₄OH、Na₂CO₃、K₂CO₃、三乙醇胺。

6.根據權利要求1所述的水溶性有機電對液流電池，其特征是以水溶性有機電對為活性物質的電極，如碳素類催化電極、金屬催化電極或復合導電催化電極，形狀可做成氈、箔、平板或泡沫多孔狀。

7.根據權利要求6所述的催化電極，其特征是催化電極可做如下的改性或修飾，改性的方法包括：熱處理、酸處理、堿處理或雙氧水處理，修飾的方法包括：聚合物修飾、碳材料修飾、金屬材料修飾或氧化物修飾。

8.根據權利要求1所述的水溶性有機電對液流電池，其特征在于所用的隔膜材料為選擇性滲透膜、陰離子交換膜、陽離子交換膜或陰陽離子復合交換膜。

9.根據權利要求1所述的水溶性有機電對液流電池，其特征是：多節單體電池(1)可串聯或并聯成電堆(17)，電堆中的各單節電池之間可裝分液閥(18)，正極電解液(12)存放在正極電解液儲罐(11)中，負極電解液(13)存放在負極電解液儲罐(3)中，在充放電過程中由正極電解液(12)由正極輸液泵(10)推動通過正極(7)、正極輸送管線(9)，負極電解液(13)由負極輸液泵(16)推動通過負極(4)、負極輸送管線(2)，在儲罐(11，3)和電堆(17)之間不斷循環流動。