[發(fā)明專利]一種中性鋰溴液流電池

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811535808.4
• 申請(qǐng)日: 2018-12-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111326778B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-06-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李先鋒;王懷清;張華民
• 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
• 主分類號(hào): H01M8/18
• 分類號(hào): H01M8/18;H01M4/86;H01M4/90;H01M4/96
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責(zé)任公司 21212
• 代理人: 毛薇;李馨

1.一種中性鋰溴液流電池，包括若干節(jié)單電池串/并聯(lián)而成的電堆，單電池包括正極集流體、正極、隔膜、負(fù)極、負(fù)極集流體，其特征在于：所述電池為單液流電池或雙液流電池；電池的正極電解液和負(fù)極電解液相同，均為含堿金屬離子鹽、含溴離子的鹽、溴基絡(luò)合劑和支持電解質(zhì)的水溶液；負(fù)極活性物質(zhì)為磷酸鈦鈣或磷酸鈦鎂材料；正極活性物質(zhì)為溴離子和溴絡(luò)合物組成的電對(duì)，隔膜為多孔離子傳導(dǎo)膜；

所述的磷酸鈦鈣或磷酸鈦鎂為可實(shí)現(xiàn)堿金屬離子嵌入/脫出型的固態(tài)活性物質(zhì)，表達(dá)式分別為Ga_0.5Ti₂(PO₄)₃、Mg_0.5Ti₂(PO₄)₃。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中性鋰溴液流電池，其特征在于：所述單液流電池由若干節(jié)單電池串/并聯(lián)而成的電堆、正極電解液儲(chǔ)罐、正極循環(huán)管路和循環(huán)泵組成；正極電解液儲(chǔ)罐中的正極電解液經(jīng)循環(huán)泵流經(jīng)正極，負(fù)極電解液不流動(dòng)且被密封在負(fù)極集流體、負(fù)極、隔膜所圍繞成的密閉腔室中。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中性鋰溴液流電池，其特征在于：所述雙液流電池由若干節(jié)單電池串/并聯(lián)而成的電堆、正極電解液儲(chǔ)液罐、負(fù)極電解液儲(chǔ)液罐、循環(huán)泵和循環(huán)管路組成；正、負(fù)極電解液儲(chǔ)罐中的正極電解液、負(fù)極電解液經(jīng)循環(huán)泵流經(jīng)正極、負(fù)極。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中性鋰溴液流電池，其特征在于：所述負(fù)極通過(guò)將磷酸鈦鈣或磷酸鈦鎂材料與導(dǎo)電劑、粘結(jié)劑按一定比例混合后擔(dān)載在具有三維多孔結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電基底上，其中活性物質(zhì)占混合物質(zhì)量含量的50％-95％，導(dǎo)電劑占混合物質(zhì)量含量的1％-30％，所述導(dǎo)電基底為碳?xì)帧⑹珰帧⒔饘贇帧⑴菽饘僦械囊环N或二種以上，孔隙率為30-95％，活性物質(zhì)在基底上的擔(dān)載量為100-5000mg cm^-2，活性物質(zhì)在整個(gè)負(fù)極中的質(zhì)量含量為10％-90％。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中性鋰溴液流電池，其特征在于：正極活性物質(zhì)來(lái)自正極電解液中含溴離子的鹽和溴基絡(luò)合劑；含溴離子的鹽包括溴化鋰、溴化鈉、溴化鉀、溴化氨、溴化鋅中的一種或二種以上，濃度為0.1-20mol/L；溴基絡(luò)合劑為1-丁基-1-甲基吡咯烷溴化物、1-乙基-1-甲基吡咯烷溴化物、1-乙基-1-甲基哌啶鎓溴化物、1-乙基-3-甲基咪唑溴化物、1-乙基吡啶溴化物、1-(2-羥乙基)吡啶溴化物、四丁基溴化銨、四乙基溴化銨、1-乙基-1-甲基嗎啉溴化物中的一種或二種以上，溴基添加劑的濃度是0.01-10mol/L。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中性鋰溴液流電池，其特征在于：電解液中堿金屬離子鹽為鋰鹽或鈉鹽中的一種或兩種，其中鋰鹽為L(zhǎng)i₂SO₄、LiNO₃,、CH₃COOLi、LiF₆、LiTFSI、LiClO₄、LiOH、LiCl、LiH₂PO₄、Li₂CO₃中的一種或二種以上；鈉鹽為Na₂SO₄、NaNO₃、CH₃COONa、NaTFSI、NaClO₄、NaOH、NaCl、NaH₂PO₄、NaBr、Na₂CO₃中的一種或二種以上，濃度為0.1-20mol/L；支持電解質(zhì)為K₂SO₄、KNO₃、CH₃COOK、KTFSI、KClO₄、KOH、KCl、KH₂PO₄、KBr、K₂CO₃的一種或二種以上，濃度為0.1-5mol/L。