[發(fā)明專利]一種電化學儲能研究方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010747526.1
• 申請日: 2020-07-29
• 公開（公告）號: CN111933985A
• 公開（公告）日: 2020-11-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙龍;張睿驍;路亮;賈東強;龍虹毓;周強;王定美;張健美;王琦;沈渭程;朱宏毅;馬彥宏;韓旭杉;丁坤;黃蓉;張艷麗
• 申請（專利權(quán)）人: 國網(wǎng)甘肅省電力公司電力科學研究院;國網(wǎng)甘肅省電力公司;國家電網(wǎng)有限公司;國網(wǎng)北京市電力公司;重慶郵電大學;國家電網(wǎng)公司西南分部;國網(wǎng)甘肅省電力公司甘南供電公司
• 主分類號: H01M8/18
• 分類號: H01M8/18;H01M10/0525;H01M10/06;H01M10/39
• 代理公司: 北京勁創(chuàng)知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11589
• 代理人: 張鐵蘭

1.一種電化學儲能研究方法，包括高溫納系電池研究、液流電池研究、鉛蓄電池研究和鋰離子電池研究，其特征在于，所述高溫鈉系電池包括鈉硫電池(Na/S)和鈉鹽(Na/NiCl,Zebra)電池，所述高溫鈉系電池由固體電解質(zhì)和隔膜的beta-氧化鋁陶瓷管、鈉負極、硫正極、集流體以及密封組件組成，鈉硫電池的基本化學反應(yīng)是：正極：2Na-2e^-＝2Na⁺，負極：S+2e^-＝S^2-，總反應(yīng)式：2Na+xS＝Na₂S_x，所述高溫鈉系電池優(yōu)點：循環(huán)壽命高，能量轉(zhuǎn)換效率為80％-83％；所述高溫鈉系電池缺點：倍率性能差，充放電能力不對稱，電池壽命有限，成本高，鈉硫電池在高溫運行，金屬鈉和單質(zhì)硫均是液態(tài)，存在安全隱患。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電化學儲能研究方法，其特征在于，所述液流電池包括多硫化鈉/溴電池、全釩電池、鋅/溴電池和鐵/鉻電池，所述液流電池原理為：電解質(zhì)溶液，分裝在兩個儲液罐中，各由一個泵使溶液流經(jīng)液流電池電堆，在離子交換膜兩側(cè)的電極上分別發(fā)生還原和氧化反應(yīng)，所述液流電池優(yōu)點：電池反應(yīng)過程中，液體離子僅發(fā)生價態(tài)變化，而無相變，電極材料本身不參與反應(yīng)，電池壽命長，輸出功率取決于電池堆的大小，儲能容量取決于電解液儲量和濃度，功率和容量獨立設(shè)計，在常溫、常壓條件下工作，無潛在的爆炸或著火危險，安全性好，所述液流電池缺點：能量效率低、能量密度低、運行環(huán)境溫度窗口窄，液流電池復雜，系統(tǒng)可靠性降低。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電化學儲能研究方法，其特征在于，所述鉛蓄電池包括鉛酸電池和鉛炭電池，所述鉗酸電池由浸在電解液中的正極板(二氧化鉛)和負極板(海綿狀純鉛)組成，電解液是硫酸的水溶液，所述鉗酸電池化學反應(yīng)為：正極：負極：總反應(yīng)式：所述鉗酸電池的優(yōu)點為：安全可靠、價格低廉、技術(shù)成熟、工作溫度寬、再生利用率高、性能可靠和適應(yīng)性強并可制成密封免維護結(jié)構(gòu)，所述鉗酸電池的缺點為：循環(huán)壽命低，所述鉛炭電池主要由正極二氧化鉛(PbO2)，負極鉛炭(PbC)復合電極，所述鉛炭電池化學反應(yīng)為：正極：負極：總反應(yīng)式：所述鉗炭電池優(yōu)點為：充電倍率高，循環(huán)壽命長，安全性好，再生利用率高原材料資源豐富，成本低，所述鉗炭電池缺點為：負極易析氫、電池易失水。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電化學儲能研究方法，其特征在于，所述鋰離子電池由正極、負極、隔膜和電解液組成，所述正極材料為：錳酸鋰、磷酸鐵鋰、鎳鈷錳酸鋰，所述負極材料為：石墨、硬(軟)碳和鈦酸鋰，所述鋰離子電池優(yōu)點為：儲能密度和功率密度高，效率高，應(yīng)用范圍廣，所述鋰離電池缺點為：采用有機電解液，存在安全隱患，安全性差，技術(shù)和經(jīng)濟性指標無法滿足儲能應(yīng)用循環(huán)壽命。