[發明專利]基于鹽穴的鐵基水性液流電池

在審

• 申請號: 202010566432.4
• 申請日: 2020-06-19
• 公開（公告）號: CN111564650A
• 公開（公告）日: 2020-08-21
• 發明（設計）人: 王慧;李丹;陳留平;徐俊輝;馬旭強
• 申請（專利權）人: 中鹽金壇鹽化有限責任公司
• 主分類號: H01M8/18
• 分類號: H01M8/18
• 代理公司: 常州至善至誠專利代理事務所(普通合伙) 32409
• 代理人: 張媛嬌

本發明公開了一種基于鹽穴的鐵基水性液流電池，基于鹽穴的鐵基水性液流電池包括：正極鹽穴儲液庫，正極鹽穴儲液庫為具有物理溶腔的鹽穴且儲存有正極電解液，正極電解液包括活性物質鐵的化合物、添加劑、支持電解質；負極鹽穴儲液庫，負極鹽穴儲液庫為內儲存有負極電解液，包括水溶性的有機活性分子、支持電解質；液流電池堆由多個單液流電池組成，通過循環泵與正極鹽穴儲液庫和負極鹽穴儲液庫相連；電池隔膜，所述電池隔膜位于所述單液流電池內且將所述單液流電池分隔為正極區和負極區，電池隔膜能夠供所述支持電解質穿透且能阻止所述正極活性物質和所述負極活性物質穿透。本發明實施例的鐵基水性液流電池效率高，價格低，壽命長，應用范圍廣。

技術領域

本發明屬于電化學儲能領域，具體涉及一種基于鹽穴的鐵基水性液流電池。

背景技術

不斷增長的能源需求使得大范圍更有效的利用一些可再生能源如風能、太陽能和潮汐能成為必要。但是可能再生能源發電具有波動性、間歇性和隨機性，使得可能再生能源發電與電網的無縫對接成為問題，而儲能是實現可再生能源高比例接入電網的必要手段。在各種儲能技術中，液液電池技術是一種很有應用前景的電池，具有容量大、安全性高、壽命長、效率高等優勢，因此是大規模儲能技術的首選。

鹽腔是地下鹽層利用水溶性開采鹽礦后的地下空穴，具有容量大、密封性能好、滲透系數小等優點，常用來儲存石油、天然氣等。液流電池需要較大的儲罐來儲存電池解液，占地面積大，利用地下鹽穴作儲罐儲存液流電池電解液，正好解決了這一問題，同時實現了鹽穴資源的綜合利用。

傳統的液流電池如釩液流電池和Zn-Br₂液流電池，已經形成了較成熟的技術，然而，在大范圍的儲能技術中還面臨著一些問題，如：釩電池高毒性，強酸，對生態環境影響較大，且釩資源有限，所用電池隔膜nafion膜，價格昂貴，使得釩液流電池成本居高不下；Zn-Br₂液流電池因鋅枝晶導致電流密度低，電解液穿透。因此開發出低成本、安全的液流電池技術是今后發展的方向。本發明基于鹽穴的鐵基水性液流電池，采用儲量豐富，價格便宜的鐵化合物作為活性物質，極大的降低了液流電池的成本，且電池效率高，具有很高的發展前景。

發明內容

本發明旨在至少解決現有技術中存在的技術問題之一。

有鑒于此，本發明提出一種基于鹽穴的鐵基水性液流電池，該鐵基水性液流電池具有效率高，價格低，壽命長，應用范圍廣的特點，可應用于大規模的儲能電站以提高鹽穴資源的綜合利用率。

根據本發明實施例的基于鹽穴的鐵基水性液流電池，包括：正極鹽穴儲液庫，所述正極鹽穴儲液庫為鹽礦開采后形成的具有物理溶腔的鹽穴，所述正極鹽穴儲液庫內儲存有正極電解液，所述的正極電解液包括活性物質鐵的化合物、添加劑、支持電解質；負極鹽穴儲液庫，所述負極鹽穴儲液庫為鹽礦開采后形成的具有物理溶腔的鹽穴，所述負極鹽穴儲液庫內儲存有負極電解液，所述的負極電解液包括水溶性的有機活性分子、支持電解質；液流電池堆，所述液流電池堆由多個單液流電池組成，所述液流電池堆通過循環泵與所述正極鹽穴儲液庫和所述負極鹽穴儲液庫相連；電池隔膜，所述電池隔膜位于所述單液流電池內且將所述單液流電池分隔為正極區和負極區，一極板設于所述正極區形成為正極電極，另一所述極板設于所述負極區形成為負極電極，所述正極區內具有包括所述正極活性物質的正極電解液，所述負極區內具有包括所述負極活性物質的負極電解液，所述電池隔膜能夠供所述支持電解質穿透且能阻止所述正極活性物質和所述負極活性物質穿透。

根據本發明實施例的基于鹽穴的鐵基水性液流電池，通過將電池的正極電解液的活性物質設置為鐵的化合物，負極電解液的活性物質設置為水溶性的有機活性分子，由于該電池所用正負極活性材料成本低，價廉易得，安全性高，性能好，克服了傳統液流電池成本高，強酸強堿等問題。