[發明專利]特征為大的負極半電池電勢的電化學儲能系統和方法

有效

• 申請號: 201380050848.9
• 申請日: 2013-07-24
• 公開（公告）號: CN104854732B
• 公開（公告）日: 2017-10-24
• 發明（設計）人: D.阿馬德奧;A.J.埃斯維因;J.格爾茨;T.D.賈維;E.R.金;S.Y.里斯;N.泰亞吉
• 申請（專利權）人: 洛克希德馬丁尖端能量存儲有限公司
• 主分類號: H01M8/18
• 分類號: H01M8/18;H01M8/20;H01M4/86;H01M4/96
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司11002
• 代理人: 謝順星,張晶

1.一種液流電池，其包含：

第一半電池，其包含：

含有第一氧化還原活性物質的第一含水電解質；和

與所述第一含水電解質接觸的第一碳電極；

第二半電池，其包含：

含有第二氧化還原活性物質的第二含水電解質；和

與所述第二含水電解質接觸的第二碳電極；和

布置在所述第一半電池和所述第二半電池之間的隔離物；

所述第一半電池具有等于-0.3V或比-0.3V更負的半電池電勢，相對于可逆氫電極；和

所述第一含水電解質具有8-13的pH；和

其中所述液流電池能夠在至少25mA/cm²的電流密度下操作。

2.權利要求1的液流電池，其中在所述液流電池操作期間，所述氧化還原活性物質不覆蓋在所述碳電極上。

3.權利要求1的液流電池，其中所述氧化還原活性物質的至少之一為無金屬的有機化合物。

4.權利要求1的液流電池，其中所述第一氧化還原活性物質和所述第二氧化還原活性物質的至少之一為金屬配體配位化合物。

5.權利要求1的液流電池，其中所述隔離物包含離聚物。

6.權利要求1的液流電池，其具有至少30瓦時/升(Wh/L)的能量密度。

7.權利要求1的液流電池，其中所述第一半電池電勢等于-0.40V或比-0.40V更負。

8.權利要求1的液流電池，其中所述第二半電池具有至少+1.10V vs.可逆氫電極的電勢。

9.權利要求1的液流電池，其中所述第一半電池和所述第二半電池的至少之一顯示可逆的電化學動力學。

10.權利要求1的液流電池，其中所述第一含水電解質具有10-12的pH。

11.一種液流電池，其包含：

第一半電池，其包含

含有第一氧化還原活性物質的第一含水電解質；和

與所述第一含水電解質接觸的第一碳電極，其中在操作期間，所述第一氧化還原活性物質不覆蓋在碳電極上；

第二半電池，其包含：

含有第二氧化還原活性物質的第二含水電解質；和

與所述第二含水電解質接觸的第二碳電極；和

布置在所述第一半電池和所述第二半電池之間的隔離物；

其中所述第一半電池具有等于-0.3V或比-0.3V更負的半電池電勢，相對于可逆氫電極；和

所述液流電池以至少40mA/cm²的電流密度操作時使得充電或放電期間小于1％的通過電流導致氫的釋放。

12.權利要求11的液流電池，其中所述液流電池能夠在至少50mA/cm²的電流密度下操作。

13.權利要求11的液流電池，其中使得所述液流電池適于所述碳電極在所述液流電池操作期間保持無金屬。

14.權利要求11的液流電池，其中所述第一含水電解質具有8-13的pH。

15.權利要求11的液流電池，其中所述液流電池操作時使得充電或放電期間小于1％的通過電流導致氫的釋放。

16.權利要求11的液流電池，其中所述隔離物包含離聚物。

17.權利要求11的液流電池，其中使得所述液流電池適于所述活性物質在所述液流電池操作期間不覆蓋在所述碳電極上。

18.權利要求11的液流電池，其中所述氧化還原活性物質的至少之一為無金屬的有機化合物。

19.權利要求11的液流電池，其中所述第一氧化還原活性物質和所述第二氧化還原活性物質的至少之一為金屬配體配位化合物。

20.權利要求11的液流電池，其中所述第一半電池和所述第二半電池的至少之一顯示可逆的電化學動力學。

21.權利要求11的液流電池，其中所述第一含水電解質具有10-12的pH。

22.權利要求1或11的液流電池，其還包含與第二半電池流體連通的第二電解質罐和與第一半電池流體連通的第一電解質罐。