[發明專利]非循環流動的液流電池

有效

• 申請號: 201910363373.8
• 申請日: 2019-04-30
• 公開（公告）號: CN110224157B
• 公開（公告）日: 2022-12-06
• 發明（設計）人: 錢志剛;李國鋼
• 申請（專利權）人: 錢志剛
• 主分類號: H01M8/04276
• 分類號: H01M8/04276;H01M8/18;H01M8/2465
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 俞鴻

本發明公開了一種非循環流動的液流電池，包括電池單體，其特征在于：多個所述電池單體通過雙極板依次串聯，所述電池單體內設有與完全封閉的正極電解液腔和負極電解液腔，所述電池單體中的正極電解液和負極電解液分別密封在正極電解液腔和負極電解液腔內。本發明所提出的非循環流動液流電池結構省去電解液儲罐、循環泵以及循環管路等結構，大大減小了整個液流電池的占用空間，同時，以整個液流電池的體積為基準，其體積比能量密度反而增大。同時，避免了通過循環管路使得不同電池單體中的電解液混合，避免了形成離子通道造成漏電損失。

技術領域

本發明涉及液流電池儲能技術領域，具體地指一種非循環流動的液流電池。

背景技術

現有的液流電池的正負極電解液一般分別通過正負極循環系統進行循環流動，循環系統包括電解液儲罐、循環泵、循環管路等部件，一般用于大型的電站調峰儲能。近來，越來越多的研究者開始將液流電池應用到電動汽車領域，液流電池作為動力電池僅需要更換電解液即可，但是液流電池的占用空間較大，制造成本較高，且電池系統的體積比能和重量比能也較低。

此外，當需要提高液流電池的輸出功率時，多個電池單體通過雙極板串聯可增大輸出電壓，多個電池單體之間的電解液必須通過多個并聯的電解液支管與循環管路連通，因此不同電池單體的電解液串聯形成了離子通道，其與電子通道形成一個閉合回路，產生漏電電流，影響整個電堆的效率。在現有的液流電池結構形式下，由于這些問題得不到有效的解決，使液流電池的應用受到了限制。

發明內容

本發明的目的就是要克服上述現有技術存在的不足，提供一種結構簡單、體積比能量大、避免漏電的非循環流動的液流電池。

為實現上述目的，本發明提供一種非循環流動的液流電池，包括電池單體，其特征在于：多個所述電池單體之間通過雙極板依次串聯形成電堆，所述電池單體包括與四周完全密封的正極電解液腔和負極電解液腔，所述正極電解液腔和所述負極電解液腔之間設有隔膜，所述電堆的兩端分別設有引流板。

進一步地，所述正極電解液腔和所述負極電解液腔上下端分別設有正極電解液框和負極電解液框。

進一步地，所述正極電解液框和所述負極電解液框上均開有注液孔，所述注液孔與注液孔蓋密封配合。

進一步地，所述電堆位于于上端開口的絕緣外殼中，所述外殼上端開口通過蓋板密封。

進一步地，所述正極電解液腔和所述負極電解液腔內設有石墨氈、碳氈和泡沫鎳中的一種。

進一步地，所述正極電解液腔和所述負極電解液腔中添加3％～8％的氣相SiO₂或設有等厚度的玻璃纖維棉。

優選地，放電態時，正極的活性成分為VOSO₄，負極的活性成分為V₂(SO4)₃。

優選地，放電態時，正極活性成分為FeSO₄，負極的活性成分為ZnSO₄，正極電解液腔中添加0.1～2mol/L的H₂SO₄；負極電解液腔中添加0.1～2mol/L的(NH₄)₂SO₄或Na₂SO₄。

優選地，放電態時，正極的活性成分是MnSO₄，正極電解液腔中添加0.1～2mol/L的H₂SO₄和0.005～0.5mol/L的AgNO₃；負極的活性成分是ZnSO₄，負極電解液腔中添加0.1～2mol/L的(NH₄)₂SO₄或Na₂SO₄。