[發(fā)明專利]一種鋅碘液流電池

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410776231.1
• 申請日: 2014-12-11
• 公開（公告）號: CN105742656B
• 公開（公告）日: 2018-10-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張華民;程元徽;賴勤志;李先鋒;席曉麗;王郴慧
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所
• 主分類號: H01M4/90
• 分類號: H01M4/90;H01M8/18
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標(biāo)代理有限公司 21002
• 代理人: 馬馳

一種鋅碘液流電池，電池由電池模塊、正極電解液儲液罐、負(fù)極電解液儲液罐、循環(huán)泵、循環(huán)管路組成；電池模塊由一節(jié)或二節(jié)以上單電池串聯(lián)而成，單電池包括正負(fù)極端板、正極、負(fù)極和隔膜，負(fù)極氧化還原電對為Zn²⁺/Zn，正極氧化還原電對為I₃^?/I^?。電池的能量密度高，同時(shí)具有循環(huán)壽命長、成本低、結(jié)構(gòu)及制造工藝簡單的特點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種鋅碘液流電池，可廣泛應(yīng)用于化學(xué)電源，電動汽車，電子工業(yè)和礦冶等領(lǐng)域。

技術(shù)背景

隨著人口的不斷增加和生活水平的日益提高，人們對能源的需求量猛增，傳統(tǒng)的化石能源在不久的將來會滿足不了人們的需求，因此風(fēng)能、太陽能等可再生能源的開發(fā)和利用受到廣泛關(guān)注。然而這些可再生能源具有不連續(xù)、不穩(wěn)定、受地域環(huán)境限制和并網(wǎng)男的特性，導(dǎo)致其利用率低，棄風(fēng)棄光率高，浪費(fèi)資源。而儲能技術(shù)通過能量的儲存與釋放可以提高可再生能源利用率和穩(wěn)定性，是開發(fā)利用新能源的關(guān)鍵技術(shù)。

液流電池是一種適合于大規(guī)模儲能的電化學(xué)儲能技術(shù)，其特點(diǎn)是通過儲存在電解液中的化學(xué)元素的價(jià)態(tài)變化實(shí)現(xiàn)能量的儲存與釋放。目前發(fā)展較為成熟的體系有全釩液流電池、鋅鈰液流電池、鋅溴液流電池和多硫化鈉溴液流電池等，但以上電池的能量密度較低，儲存、運(yùn)輸及材料成本高，限制了其應(yīng)用領(lǐng)域。

發(fā)明內(nèi)容

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的具體技術(shù)方案如下：

一種鋅碘液流電池，單電池由正負(fù)極端板、正極、負(fù)極、隔膜、儲液罐、管路、泵組成，其中負(fù)極氧化還原電對為Zn²⁺/Zn，正極氧化還原電對為I₃^-/I^-；充電時(shí)，電解液經(jīng)由泵從儲液罐輸送至正極和負(fù)極，鋅離子在負(fù)極還原為金屬鋅，I^-離子在正極氧化為I₃^-；放電時(shí)，鋅單質(zhì)在負(fù)極氧化為鋅離子經(jīng)由泵回到正極儲液罐中；I^3-離子在正極還原為I^-離子，經(jīng)由泵回到負(fù)極儲液罐中。

電池由電池模塊、電解液儲液罐、循環(huán)泵、循環(huán)管路組成；電池模塊由一節(jié)或一節(jié)以上單電池串聯(lián)而成，單電池包括正負(fù)極端板、正極、負(fù)極和隔膜。

所述的正極正極和負(fù)極均采用板狀或多孔狀金屬、碳材料，隔膜為離子交換膜，多孔膜或微孔膜。

正極電解液中的含I^-離子活性物質(zhì)為KI、LiI或NaI中的一種或兩種以上，濃度范圍0.1mol dm^-3～飽和溶液；電解液中的含I₃^-離子活性物質(zhì)為單質(zhì)碘溶于KI、LiI或NaI所形成，濃度范圍0.1mol dm^-3～5mol dm^-3；也可以添加一些添加劑提高電解液的導(dǎo)電性，如K₂SO₄、KNO₃、Na₂SO₄、和NaNO₃中的一種或幾種，濃度范圍0.1mol dm^-3～3mol dm^-3。

負(fù)極電解液中的含鋅離子活性物質(zhì)為ZnSO₄或Zn(NO₃)₂，濃度范圍0.1mol dm^-3～3mol dm^-3；也可以添加一些添加劑提高電解液的導(dǎo)電性，如K₂SO₄、KNO₃、Na₂SO₄、和NaNO₃中的一種或幾種，濃度范圍0.1mol dm^-3～3mol dm^-3。

本發(fā)明的有益效果：