[發明專利]一種具有高循環壽命鉛酸液流電池的制備方法

在審

• 申請號: 202010436131.X
• 申請日: 2020-05-21
• 公開（公告）號: CN111682288A
• 公開（公告）日: 2020-09-18
• 發明（設計）人: 蔣百鈴;史靜;劉政
• 申請（專利權）人: 西安理工大學
• 主分類號: H01M12/08
• 分類號: H01M12/08;H01M10/08
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 弓長

本發明公開了一種具有高循環壽命鉛酸液流電池的制備方法，鉛酸液流電池主要由正、負極電極板、正負電極、底板、流道、電解液、電解質溶液儲罐及直流水泵等部分組成。首先是制備鉛酸液流電池的電極板、流道等，其次石墨基復合材料和銅網制備正負電極，隨后配制液流電池的電解液，最后進行組裝電池。本發明通過向電解液中添加有機添加劑HDTAH解決了電池負極的“析氫效應”及解決負極枝晶脫落或正負極接觸造成短路等問題；工藝操作簡單，較大程度降低成本，在提升經濟效益和社會效益上擁有巨大的潛力。故此，本發明的鉛酸液流電池因其較高的循環壽命，具有應用于在一些國家電網難以涉及的偏遠地區，如孤島、邊防哨所和山區電苛刻環境的良好前景。

技術領域

本發明屬于新能源電池技術領域，具體涉及一種具有高循環壽命鉛酸液流電池的制備方法。

背景技術

隨著現代科學技術的進步與發展，新能源是世界發展和經濟增長的最關鍵驅動力，也是人類活動的物質基礎。它不僅提高人類的生活質量水平，同時也促進工業的迅速發展，其中傳統能源供應結構煤、石油、天然氣等，在使用過程中引發霧霾、酸雨等一系列問題，嚴重影響經濟的增長。太陽能、風能等清潔能源因其間歇性、不穩定性，成為目前可再生能源快速發展的瓶頸。未來高效、智能電網的發展要求大量分布式和可再生能源接入電網，而電網接收消納可再生能源的能力較大程度上取決于電力系統整體結構，尤其是調峰能力。在配網峰值下，大規模充電樁接入產生沖擊性負荷對電網穩定性造成影響。進而在一些國家電網難以涉及的偏遠地區，如孤島、邊防哨所和山區建立儲能電站，將當地的間歇性、不穩定性的風能和太陽能利用儲能設備儲存，并穩定連續地輸出，故儲能技術顯得尤為重要。因此，開發新能源、優化能源結構，緩解一次能源的供應上的不足，以新能源為供應主體取代傳統的化石能源，保證國民經濟穩定持續發展是亟待解決的問題。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于針對上述現有技術中的不足，提供一種具有高循環壽命鉛酸液流電池的制備方法，使鉛的沉積形態由“樹突”形式變為“顆粒狀”方式，從而提高了充放電效率，延長電池的循環壽命。

本發明所采用的技術方案是，一種具有高循環壽命鉛酸液流電池的制備方法，按照以下步驟實施：

鉛酸液流電池主要包括底板，正、負電極板，正、負電極，隔膜、流道，電解液，電解質儲液罐及水泵組成，底板選擇鋁合金或者環氧樹脂；隔膜為聚乙烯材料，流道框和正、負極電極板均為PP聚合物材料，層與層之間采用硅膠密封；

將底板、正、負電極板、電極和流道組裝成電池，按照底板～正極電極板～正極～流道～隔膜～流道～負極～負極電極板～底板的順序最后用螺桿組裝固定，外部與電解質儲液罐與水泵相連接；

以含Pb²⁺和H⁺的溶液作為電解液，通過向電解液中添加有機添加劑十六烷基三甲基氫氧化銨HDTAH抑制電池負極枝晶生長，進而提高儲電效率，制備出具高循環壽命的鉛酸液流電池，所述電解液中Pb²⁺和H⁺的濃度分別為0.3～2mol/L和0.5～3mol/L；所述HDTAH添加量為：0～3mmol L^-1。

本發明的特點還在于：

底板尺寸為：11×5×0.4cm～13×7×0.6cm，正、負極電極板的規格為10×4×0.3cm～12×6×0.4cm，在正、負極電極板中間銑出大小為：3cm×2cm～5×4cm，厚為2～3mm的槽，用于嵌入電極。

流道的外部輪廓尺寸為；10×4×0.1cm～12×6×0.2cm，內部流道的面積與導電板的有效面積相同。

隔膜的尺寸為；10×4cm～12×6cm。

正、負電極是由集流體和導電板組成，集流體為銅網，導電板和銅網的尺寸均為2×1×0.15cm～4×3×0.25cm。