[發(fā)明專利]一種鋅鎳單液流電池系統(tǒng)

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611092638.8
• 申請(qǐng)日: 2016-12-01
• 公開（公告）號(hào): CN108134121A
• 公開（公告）日: 2018-06-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 賴勤志;李先鋒;張華民;宋楊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所;陜西華銀科技股份有限公司
• 主分類號(hào): H01M8/18
• 分類號(hào): H01M8/18;H01M8/2455;H01M8/2485;H01M8/04276
• 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

本發(fā)明涉及一種鋅鎳單液流電池系統(tǒng)，單電池由正極、負(fù)極、電池殼體、一體式電解液儲(chǔ)存裝置、管路、泵組成。充放電時(shí)，電解液經(jīng)由泵從一體式電解液儲(chǔ)存裝置輸送至電池殼體，正、負(fù)極發(fā)生相應(yīng)的電化學(xué)反應(yīng)；電池?cái)R置時(shí)，電解液通過重力作用自動(dòng)回復(fù)至電解液儲(chǔ)存裝置中。該儲(chǔ)能電池系統(tǒng)在擱置或不運(yùn)行時(shí)由于采用了依靠重力自動(dòng)將電解液排空至電解液儲(chǔ)存裝置中，解決了負(fù)極鋅單質(zhì)長(zhǎng)期在電解液中浸泡所導(dǎo)致的溶解問題，改善了電池的循環(huán)穩(wěn)定性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種鋅鎳單液流電池系統(tǒng)。

技術(shù)背景

鋅鎳單液流電池是一種新型的低成本、高效率、環(huán)境友好型的液流儲(chǔ)能電池，具有能量密度和電流效率高、裝置簡(jiǎn)單易操縱、使用壽命長(zhǎng)、成本低廉等優(yōu)點(diǎn)，主要應(yīng)用于電網(wǎng)調(diào)峰、風(fēng)能和太陽能等可再生能源發(fā)電、電動(dòng)汽車等領(lǐng)域。

目前公知的鋅/鎳液流電池只有一個(gè)電解液儲(chǔ)罐，電解液是流動(dòng)的鋅酸鹽堿性溶液，電池中不使用離子交換膜，通過電池腔內(nèi)離子的自由流動(dòng)與外電路電子的定向運(yùn)動(dòng)構(gòu)成電流回路。電極反應(yīng)方程式如下：

正極：

負(fù)極：

總反應(yīng)：

充電時(shí)，正極的Ni(OH)₂氧化成NiOOH，負(fù)極的辛酸根離子沉積成金屬鋅；放電時(shí)發(fā)生相反的過程。電池中不使用離子交換膜，通過電池腔內(nèi)離子的自由運(yùn)動(dòng)和外電路電子的定向流動(dòng)構(gòu)成電流回路。

眾所周知，鋅單質(zhì)為兩性金屬，既可以溶解在酸中，也可以溶解在堿中。而鋅鎳單液流電池的電解液為高濃度氫氧化鉀溶液，在充電過程中由于有不斷地鋅單質(zhì)產(chǎn)生，可以抵消鋅在堿性溶液中的溶解。而電池在擱置或不運(yùn)行時(shí)，鋅單質(zhì)會(huì)緩慢的溶解在電解液中，導(dǎo)致負(fù)極活性物質(zhì)的損失，電池的庫(kù)倫效率急劇下降。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)上述問題，結(jié)合鋅鎳單液流電池和傳統(tǒng)液流電池技術(shù)，規(guī)避鋅單質(zhì)在電解液中的溶解問題，提出一種鋅鎳單液流電池系統(tǒng)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種鋅鎳單液流電池系統(tǒng)，電池系統(tǒng)由電池模塊、電解液儲(chǔ)存容器、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，單電池包括正極、負(fù)極、電池殼體，正極、負(fù)極位于電池殼體內(nèi)，電池模塊置于電解液儲(chǔ)存容器上方；

電池模塊充放電時(shí)，電解液經(jīng)由循環(huán)泵通過循環(huán)管路從電解液儲(chǔ)存容器輸送至單電池的電池殼體內(nèi)，于單電池的正、負(fù)極發(fā)生相應(yīng)的電化學(xué)反應(yīng)；

電池不進(jìn)行充放電工作時(shí)，單電池電池殼體內(nèi)的電解液通過重力作用自動(dòng)回流至電解液儲(chǔ)存容器中。

電解液儲(chǔ)存容器位于電池殼體正下方，并通過循環(huán)管路與電解液循環(huán)泵連接。

電解液儲(chǔ)存容器的出液口通過循環(huán)泵與電池殼體的進(jìn)液口相連，電解液儲(chǔ)存容器的進(jìn)液口與電池殼體的出液口相連。

本發(fā)明的有益效果：

本發(fā)明追對(duì)由于鋅鎳單液流電池在擱置或不運(yùn)行時(shí)，鋅單質(zhì)會(huì)緩慢的溶解在電解液中，導(dǎo)致負(fù)極活性物質(zhì)的損失，電池的庫(kù)倫效率急劇下降的問題，提出了一體式電解液儲(chǔ)存裝置的概念。充放電時(shí)，電解液經(jīng)由泵從一體式電解液儲(chǔ)存裝置輸送至電池殼體，正、負(fù)極發(fā)生相應(yīng)的電化學(xué)反應(yīng)；電池?cái)R置時(shí)，電解液通過重力作用自動(dòng)回復(fù)至電解液儲(chǔ)存裝置中。規(guī)避了電池在擱置時(shí)的負(fù)極活性物質(zhì)溶解問題，大大提高了系統(tǒng)的循環(huán)穩(wěn)定性。

附圖說明

圖1本發(fā)明提及的鋅鎳單液流電池系統(tǒng)示意圖；

其中1、電池殼體；2、電解液儲(chǔ)存裝置；3、循環(huán)泵；4、循環(huán)管路；5、回液管路；6、正極；7、負(fù)極

圖2傳統(tǒng)的鋅鎳單液流電池系統(tǒng)示意圖；