[發明專利]一種外加磁場的磁性顆粒附著電極的液流電池結構及方法

有效

• 申請號: 201811527299.0
• 申請日: 2018-12-13
• 公開（公告）號: CN109728314B
• 公開（公告）日: 2020-12-11
• 發明（設計）人: 劉柏辰;鄭夢蓮;孫潔;陳濤;劉珂;張良;范利武;俞自濤
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: H01M4/96
• 分類號: H01M4/96;H01M8/18
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 傅朝棟;張法高

1.一種外加磁場的磁性顆粒附著電極的液流電池結構，其特征在于，所述液流電池外部設有磁場加載裝置，所述的磁場加載裝置為電磁體；該磁場加載裝置產生的磁場穿透液流電池的正負電極；正負電極上均附著有用于增大電極比表面積的磁性納米顆粒，且正負電極上磁性納米顆粒的附著面朝向相同，使磁性納米顆粒在磁場力作用下緊貼于電極表面。

2.如權利要求1所述的外加磁場的磁性顆粒附著電極的液流電池結構，其特征在于，所述的正負電極均為碳紙電極。

3.如權利要求1所述的外加磁場的磁性顆粒附著電極的液流電池結構，其特征在于，所述的磁性納米顆粒為Fe₃O₄納米顆粒。

4.如權利要求1所述的外加磁場的磁性顆粒附著電極的液流電池結構，其特征在于，所述的液流電池結構的兩側分別設置電堆PP板和電堆端板，兩側的集流體之間具有一個或多個單電池單元，每個單電池單元以離子交換膜為中心面鏡像對稱，離子交換膜的任意一側從靠近離子交換膜開始，依次組裝有碳紙電極、雙極板、密封墊片、液流框和集流體。

5.如權利要求1所述的外加磁場的磁性顆粒附著電極的液流電池結構，其特征在于，在液流電池結構中，所述的磁場加載裝置設置于電堆端板的外側。

6.如權利要求1所述的外加磁場的磁性顆粒附著電極的液流電池結構，其特征在于，所述的磁性納米顆粒在電極上的附著方法為：采用Fe₃O₄納米顆粒與粘合劑均勻配置成磁漿，然后將磁漿涂于碳紙電極的一側，經冷凍干燥處理后完成磁性納米顆粒的附著。

7.如權利要求1所述的外加磁場的磁性顆粒附著電極的液流電池結構，其特征在于，所述磁場加載裝置產生的磁場方向垂直正負電極平面，或與正負電極平面呈一定角度。

8.一種如權利要求4所述液流電池結構的組裝和工作方法，其特征在于，首先，選擇兩片碳紙電極分別作為液流電池的正極電極和負極電極；在這兩片電極上采用磁性納米顆粒與粘合劑均勻配置而成的磁漿涂于兩片碳紙的同一側，經冷凍干燥處理后完成磁性納米顆粒的附著；之后按順序疊加組裝預定數量的單電池單元，最后通過裝配電堆端板、電堆PP板、集流體形成電堆結構；然后在兩側的電堆端板外部設置磁場加載裝置，使其產生的磁場穿透液流電池的正負電極，使磁性納米顆粒在磁場力作用下緊貼于正負電極表面；然后向液流電池中注入電解液進行充放電循環。

9.如權利要求8所述的組裝和工作方法，其特征在于，在電池充放電循環過程中，啟動磁場加載裝置并調整磁場力處于適當范圍內，保證在整個充放電循環過程中磁性納米顆粒在磁場力作用下穩定附著在電極表面，避免脫落。