[發(fā)明專利]一種鋅鎳單液流電池

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• 申請日: 2019-12-13
• 公開（公告）號: CN112993359A
• 公開（公告）日: 2021-06-18
• 發(fā)明（設計）人: 宋楊;李先鋒;張華民
• 申請（專利權）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: H01M8/18
• 分類號: H01M8/18;H01M8/04276
• 代理公司: 北京元周律知識產權代理有限公司 11540
• 代理人: 張梅娟

本發(fā)明公開了一種鋅鎳單液流電池，包括電堆，電解液存儲裝置；電堆內設置有電池單元；電池單元包括正極半電池和負極半電池，正極半電池和負極半電池之間設置有分隔體；正極半電池設置有正極電解液進口和正極電解液出口，負極半電池設置有負極電解液進口和負極電解液出口；電解液存儲裝置的電解液進出口通過進液管路分別與正極電解液進口和負極電解液進口連接，電解液存儲裝置的電解液進口通過出液管路分別與正極電解液出口和負極電解液出口連接。本發(fā)明通過在正極半電池和負極半電池之間增加分隔體，使電池單元可以多節(jié)串聯(lián)，且電池單元中正、負極電解液保持分離；同時使正、負極電解液都進行循環(huán)流動，減小了電池極化，提高了電池的性能。

技術領域

本發(fā)明屬于液流電池儲能技術領域，具體涉及一種鋅鎳單液流電池。

背景技術

鋅鎳單液流電池是一種新型的低成本、高效率、環(huán)境友好型的液流電池儲能技術，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，主要應用于電網調峰、風能和太陽能等可再生能源發(fā)電、電動汽車等領域。

傳統(tǒng)的鋅鎳單液流電池的電池單元中，大多正極為燒結式氧化鎳電極，負極為鎳箔上的沉積鋅電極，正、負極之間未分隔。由于電池單元正負電極沒有隔開，電池單元無法實現(xiàn)多節(jié)串聯(lián)，在同一種、無物理阻隔且導通的流動電解液中，各節(jié)電池單元之間只能以并聯(lián)的方式連接，導致電池容量過低。因此本領域技術人員對其進行了改進：在正負電極之間增加分隔體，將正極電解液密封在正極半電池中，負極電解液通過管路在負極半電池和負極電解液存儲裝置之間循環(huán)流動，使得多節(jié)電池單元能夠實現(xiàn)串聯(lián)連接，大大提高了電池容量。

但是現(xiàn)有的鋅鎳單液流電池中，由于電池單元中正極電解液被密封在正極半電池，僅僅是負極電解液進行循環(huán)流動。此種電解液流動方式會存在兩個問題：一、因正極在充電反應過程中，需要從電解液中吸收氫氧根離子，隨著充電反應的進行，正極半電池中的氫氧根離子濃度降低，正極濃差極化變大。二、因其特殊的單液流結構，正極電解液不流動，與正極電解液流動相比，使用正極電解液不流動的方式運行電池不能保證正極電解液時刻充滿正極半電池腔體，從而導致正極整體電阻偏大。上述問題最終會導致電池極化大，電池性能受到制約。

發(fā)明內容

為了解決上述技術問題，本發(fā)明提出了一種鋅鎳單液流電池，通過在正極半電池和負極半電池之間增加分隔體，構筑正、負極電解液分開的體系，使得電池單元可以進行多節(jié)串聯(lián)，且電池單元中正極電解液和負極電解液保持分離，互不干擾；同時使正極電解液和負極電解液同樣進行循環(huán)流動，減小電池極化，提高電池的性能。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術方案如下：

一種鋅鎳單液流電池，包括電堆和電解液存儲裝置；

電堆內設置有電池單元；

電池單元包括正極半電池和負極半電池，正極半電池和負極半電池之間設置有分隔體；

正極半電池設置有正極電解液進口和正極電解液出口，負極半電池設置有負極電解液進口和負極電解液出口；

電解液存儲裝置的電解液出口通過進液管路分別與正極電解液進口和負極電解液進口連接，電解液存儲裝置的電解液進口通過出液管路分別與正極電解液出口和負極電解液出口連接。

優(yōu)選地，進液管路包括總進液管路、第一進液管路和第二進液管路；

總進液管路一端與所述電解液存儲裝置的電解液出口連接，總進液管路另一端分別與第一進液管路和第二進液管路一端連接；

第一進液管路另一端與正極電解液進口連接，第二進液管路另一端與所述負極電解液進口連接。

優(yōu)選地，出液管路包括總出液管路、第一出液管路和第二出液管路；

總出液管路一端與所述電解液存儲裝置的電解液進口連接，總出液管路另一端分別與第一出液管路和第二出液管路一端連接；