[發明專利]一種全釩液流電池混合儲能體系及組成的電堆

在審

• 申請號: 202111612921.X
• 申請日: 2021-12-27
• 公開（公告）號: CN114267862A
• 公開（公告）日: 2022-04-01
• 發明（設計）人: 鄭建偉;王兆哲;方明;程杰
• 申請（專利權）人: 華秦儲能技術有限公司
• 主分類號: H01M8/18
• 分類號: H01M8/18;H01M8/0258;H01M8/08;H01M8/0293
• 代理公司: 重慶弘毅智行專利代理事務所(普通合伙) 50268
• 代理人: 袁敏

本發明涉及液流電池技術領域，其中，一種全釩液流電池混合儲能體系，包括普魯士正電極板和鉛負極板，正極電解液采用四價釩的酸溶液，負極電解液采用三價釩的酸溶液，隨著三價釩的消耗，Pb電極逐步參與電化學成流反應，生成PbSO4；放電時，正極首先發生鐵氰化鐵至普魯士藍的還原反應，隨著鐵氰化鐵的消耗，五價釩逐步參與電化學成流反應，生成四價釩；負極首先發生PbSO4至Pb的還原反應，隨著PbSO4的消耗，二價釩逐步參與電化學成流反應，生成三價釩，本發明通過采用普魯士藍正極及鉛負極電極和全釩液流電池的電解液，結合固相與全液相的電化學成流反應，將二者有機結合，提高電池容量。

技術領域

本發明涉及液流電池技術領域，具體而言，涉及一種全釩液流電池混合儲能體系及組成的電堆。

背景技術

開發利用可再生能源是發展戰略性新興產業、推動經濟發展方式轉變的重要選擇。大規模開發利用可再生能源將顯著降低經濟發展對化石能源資源的消耗，減少對環境的損害，使我國嚴重依賴資源消耗的發展模式逐漸轉變為資源消耗少、環境污染低的科學發展方式。同時，可再生能源是快速增長的戰略性新興產業，發展可再生能源對拉動高端裝備制造相關產業發展的作用顯著，對促進產業結構升級意義重大。可再生能源具有不連續、不穩定的特征，大規模的并網會對電網造成巨大的沖擊，使得電網癱瘓。為此，需要配置特定的儲能裝置，將可再生能源的電能質量提高，輸出更加穩定平滑，提高可再生能源的上網時間。在眾多儲能技術中，化學儲能以其轉化效率高、不需要特殊的地理位置需要而發展迅速。其中，液流電池以其可以深充深放、壞境負荷低、生命周期內性價比高、能量轉化率高的特點，在近些年得到長足的發展，已經逐漸成為最具有發展潛力的儲能技術。

全釩液流電池的儲能介質儲存于電解液中，但其電解液濃度受限，導致其體積能量密度偏低。而作為傳統液流電池活性物質的反應場所，電極。其上并不發生能量存儲，浪費了電池內部的空間。

鉛酸電池技術成熟，已有百年的發展歷史，目前在車用、起動用等領域有著廣泛的應用。但是鉛酸電池在大規模儲能領域由于其較低的容量，限制了應用。而普魯士藍作為正極在很多電池領域均有較好的應用，為此本發明提出一種全釩液流電池混合儲能體系及組成的電堆。

發明內容

（一）解決的技術問題

針對現有技術的全釩液流電池的儲能介質儲存于電解液中，但其電解液濃度受限，導致其體積能量密度偏低。而作為傳統液流電池活性物質的反應場所，電極。其上并不發生能量存儲，浪費了電池內部的空間的不足，本發明提供了一種全釩液流電池混合儲能體系及組成的電堆，通過正極的普魯士藍電極，作為負極的鉛電極，正極電解液采用四價釩的酸溶液，負極電解液采用三價釩的酸溶液，結合固相儲能及液相儲能，提高了電池的電池容量和能量密度。

（二）技術方案

為實現上述目的，本發明采取的技術方案為：

一種全釩液流電池混合儲能體系，包括普魯士正電極板和鉛負極板，正極電解液采用四價釩的酸溶液，負極電解液采用三價釩的酸溶液，充電時，正極首先發生四價釩至五價釩的氧化反應，隨著四價釩的消耗，普魯士藍逐步參與電化學成流反應，生成鐵氰化鐵；負極首先發生三價釩至二價釩的還原反應，隨著三價釩的消耗，Pb電極逐步參與電化學成流反應，生成PbSO4；放電時，正極首先發生鐵氰化鐵至普魯士藍的還原反應，隨著鐵氰化鐵的消耗，五價釩逐步參與電化學成流反應，生成四價釩；負極首先發生PbSO4至Pb的還原反應，隨著PbSO4的消耗，二價釩逐步參與電化學成流反應，生成三價釩；

所述正極電解液包括：0.1-4mol/L四價釩離子或絡合物，酸濃度為0.5-5mol mol/L；

所述負極電解液包括：0.1-4mol/L三價釩離子或絡合物，酸濃度為0.5-5mol mol/L。