[發(fā)明專利]鋅鎳液流電池負極及應用和鋅鎳液流電池

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811451231.9
• 申請日: 2018-11-30
• 公開（公告）號: CN111261882B
• 公開（公告）日: 2021-05-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 賴勤志;李先鋒;張華民;劉新運;鄭建偉
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學院大連化學物理研究所;陜西華銀科技股份有限公司
• 主分類號: H01M4/88
• 分類號: H01M4/88;H01M4/90;H01M8/18
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 馬馳

本發(fā)明涉及一種鋅鎳液流電池，特別涉及一種鋅鎳液流電池負極，于基底表面上附著有氧化鋅；其具體制備過程為:在溫度30?50℃的條件下將基體浸漬于可溶性鋅鹽溶液中10?60min；60?80℃烘干后，轉(zhuǎn)入管式爐，氧氣氣氛下300?400℃灼燒1?5h；得到所需負極。本發(fā)明解決了，鋅負極鋅累積問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種鋅鎳液流電池領(lǐng)域，特別涉及一種鋅鎳液流電池負極。

技術(shù)背景

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

鋅/鎳液流電池只有一個電解液儲罐，電解液是流動的鋅酸鹽堿性溶液，電池中不使用離子交換膜,通過電池腔內(nèi)離子的自由流動與外電路電子的定向運動構(gòu)成電流回路。充電時，正極的Ni(OH)2氧化成NiOOH，負極的鋅酸根離子沉積成金屬鋅；放電時發(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)離子的自由運動和外電路電子的定向流動構(gòu)成電流回路。

鋅鎳液流電池應用于大規(guī)模儲能領(lǐng)域需要具有較高的儲能容量，這就對高容量的正極提出了要求。但是隨著容量的提升，正極的電解液傳輸愈發(fā)困難，導致了電極極易發(fā)生析氧副反應，這就需要較長的活化過程，以便于構(gòu)建順暢的離子傳輸通道。但是，由于負極本身在正極活化階段是進行正常的充放電反應。而由于正極析氧導致了正極電流效率遠遠低于負極的電流效率。導致在活化完成后，負極會累積較多的鋅單質(zhì)。溶于導致流道的堵塞及正負極的短路，對于系統(tǒng)的穩(wěn)定性有著嚴重的危害。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對上述問題，提出一種鋅鎳液流電池負極，解決鋅負極鋅累積問題。

鋅鎳液流電池負極，包括基底，于基底表面上附著有氧化鋅；

其具體制備過程為:在溫度30-50℃的條件下將基體浸漬于可溶性鋅鹽溶液中10-60min；60-80℃烘干后，轉(zhuǎn)入管式爐，氧氣氣氛下300-400℃灼燒1-5h；得到所需負極。

所述可溶性鋅鹽為醋酸鋅、硫酸鋅或硝酸鋅中的一種或二種以上，濃度為0.1-2.0mol/L。

所述基底為碳氈、石墨氈、碳紙或碳布的多孔導電碳材料。

所述負極在鋅鎳液流電池中的應用。

一種鋅鎳液流電池，包括單電池或電池模塊、電解液、儲液罐、循環(huán)泵、循環(huán)管路，電池模塊是由二節(jié)以上單電池連接而成的電池模塊；所述單電池是采用權(quán)利要求1-2中任一項所述負極組裝的鋅鎳液流電池；其中單電池包括正、負極端板、正極、負極。

所述正極為負載有氫氧化鎳的碳氈、石墨氈、碳紙、碳布或泡沫金屬電極。

由于正極析氧導致了正極電流效率遠遠低于負極的電流效率，導致在活化完成后，鋅負極會累積較多的鋅單質(zhì)。溶于導致流道的堵塞及正負極的短路，對于系統(tǒng)的穩(wěn)定性有著嚴重的危害。本發(fā)明解決了，鋅負極鋅累積問題。

附圖說明

圖1為實施例1的電池循環(huán)性能圖；

圖2為對比例1的電池循環(huán)性能圖。

具體實施方式

以下結(jié)合實施例來進一步解釋本發(fā)明，但實施例并不對本發(fā)明做任何形式的限定。

實施例1

負極制備：采用基底為36cm²碳氈，將其浸漬在1.0mol/L醋酸鋅溶液中，在溫度30℃的條件下浸漬30min；60℃烘干后，轉(zhuǎn)入管式爐，氧氣氣氛下400℃灼燒3h，得到所需負極。

正極為負載有5mg/cm²氫氧化鎳的碳氈。