[發明專利]沉積型液流電池

在審

• 申請號: 201810903590.7
• 申請日: 2018-08-09
• 公開（公告）號: CN109065932A
• 公開（公告）日: 2018-12-21
• 發明（設計）人: 王接喜;劉越;蓋曉臣;顏果春;王志興;郭華軍;胡啟陽;彭文杰;李新海
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: H01M8/18
• 分類號: H01M8/18
• 代理公司: 北京紐樂康知識產權代理事務所(普通合伙) 11210
• 代理人: 羅莎

本發明提供一種沉積型液流電池，其包括反應器，設于反應器內的若干具有隔離膜的正極反應腔和負極反應腔，電極引出結構，進出料結構，電解液輸送結構，以及設于正經反應腔和負極反應腔之間的電解液導流結構；其中，正極反應腔和負極反應腔之間填充有含有導電劑的沉積型漿料，電解液輸送結構通過連通管道與電解液導流結構連通，電解液在電解液輸送結構的作用下電解液導流結構中循環流動；正極反應腔和負極反應腔內的物質均沒有遷移，通過導電劑形成導電網絡使電子順利傳導；對電解液進行導流，加快電極間離子的傳質，提高電池的散熱效率；采用沉積型反應物，使電池具有較高的能量密度；并形成良好的導電網絡，提高電池的倍率性能。

技術領域

本發明涉及漿料儲能電池技術領域，具體地，涉及一種適用于漿料儲能電池的沉積型液流電池。

背景技術

液流電池也稱氧化還原液流電池，是一種大規模高效電化學儲能裝置，通過反應活性物質的價態變化，實現電能和化學能的相互轉化。目前液流電池有電堆單元、電解制溶液及其儲液罐、控制管理單元等部分組成。其中，活性物質溶解于電解液中，具有不同氧化還原電對的正極電解液和負極電解液分別儲存在不同的儲液罐中，利用外接泵把電解液從儲液罐壓入電池堆，在電池內部，正負極電解液被離子交換膜隔開，在膜兩側分別發生氧化反應和還原反應，實現充放電。

如現有技術中公開了一種高能量密度氧化還原液流裝置，該專利所述可流動電極組合物在工作過程中不流動，在裝置組裝過程中可流動。且若采用稠密液體時，所述稠密液體組合物在工作溫度下為固體，且所述系統提供靜態不流動電極。該發明在一定程度上提高液流電池能量密度，但反應過程中仍然較難避免電極的極化問題。另現有技術還公開了一種半固態液流電池，該半固態液流電池使用活性物質顆粒和電解液混合形成電極懸浮液，再通過外界泵對電極懸浮液的運輸，完成電池電能的輸出；并且反應器使用特殊正負極漿料流道設計，增加反應器制造復雜程度。該發明在一定程度上提高電池的工作電流密度，改善電池倍率性能，但實際上仍與傳統液流電池無太大改進，仍保持較低的能量密度且電池仍占據較大的空間。

為此，現提供一種能量密度高、倍率性能好的沉積型液流電池。

發明內容

本發明的目的是提供一種能量密度高、倍率性能好的沉積型液流電池。

為實現上述目的，本發明提供一種沉積型液流電池，其包括反應器，設于所述反應器內的若干具有隔離膜的正極反應腔和負極反應腔，電極引出結構，進出料結構，電解液輸送結構，以及設于所述正經反應腔和所述負極反應腔之間的電解液導流結構；其中，所述正極反應腔和所述負極反應腔之間填充有含有導電劑的沉積型漿料，所述電解液輸送結構通過連通管道與所述電解液導流結構連通，所述電解液在所述電解液輸送結構的作用下所述電解液導流結構中循環流動。

所述正極反應腔包括由兩個正極支撐柱、隔膜固定臺和反應腔密封蓋共同形成的正極框架結構，以及包裹在所述正極框架結構外的隔離膜；所述負極反應腔包括由兩個負極支撐柱、隔膜固定臺和反應腔密封蓋共同形成的負極框架結構，以及包裹在所述負極框架結構外的隔離膜；其中，所述正極腔體內設有與所述電極引出結構相連的正極集流體，所述負極反應腔內設有與所述電機引出結構相連的負極集流體。

所述電解液導流結構包括設于所述正極反應腔與所述負極反應腔之間的若干導流腔、以及設于所述導流腔內的若干導流板。

每個所述導流腔內的所述導流板設為三個，第一導流板和第三導流板由所述反應器的底板固定，第二導流板由所述反應器上端的反應腔密封蓋固定；其中，所述導流板設為直板或“s”型板或“z”型板或者其他不規則形狀型板。

所述導流板設為采用聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氯乙烯的一種或多種物質混合制成的板。