[發(fā)明專(zhuān)利]一種提高水性聚合物液流電池性能的方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210121394.0
• 申請(qǐng)日: 2022-02-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114497667A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-05-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐俊輝;王慧;陳留平;武奕;李?lèi)?/a>;姚圣鑫
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中鹽金壇鹽化有限責(zé)任公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01M8/18
• 分類(lèi)號(hào): H01M8/18;H01M8/08
• 代理公司: 常州至善至誠(chéng)專(zhuān)利代理事務(wù)所(普通合伙) 32409
• 代理人: 王穎

本發(fā)明公開(kāi)了一種提高水性聚合物液流電池性能的方法，該水性聚合物液流電池包括：正/負(fù)極活性物質(zhì)，支持電解液，電池隔膜，電極和水溶助劑。通過(guò)在水性聚合物液流電池的正極電解液和/或負(fù)極電解液中添加適量的水溶助劑，提高正、負(fù)極活性聚合物在支持電解質(zhì)中的溶解性，從而提高有機(jī)水性聚合物液流電池的容量、效率和電池循環(huán)穩(wěn)定性。該方法可以有效提高液流電池的性能，降低成本，有利于開(kāi)發(fā)大規(guī)模的儲(chǔ)能系統(tǒng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于液流電池領(lǐng)域，具體涉及一種提高水性聚合物液流電池性能的方法。

背景技術(shù)

不斷增長(zhǎng)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(fēng)能、太陽(yáng)能和潮汐能成為必要。但是可再生能源發(fā)電具有波動(dòng)性、間歇性和隨機(jī)性，使得可再生能源發(fā)電與電網(wǎng)的無(wú)縫對(duì)接成為問(wèn)題，而儲(chǔ)能是實(shí)現(xiàn)可再生能源高比例接入電網(wǎng)的必要手段。在各種儲(chǔ)能技術(shù)中，液流電池技術(shù)是一種很有應(yīng)用前景的技術(shù)，它具有容量大、安全性高、壽命長(zhǎng)、效率高等優(yōu)勢(shì)，因此是大規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)的首選。

目前發(fā)展較為成熟的液流電池主要采用的是無(wú)機(jī)類(lèi)型的電解質(zhì)，如釩液流電池和鋅溴液流電池等，但是面臨著強(qiáng)酸體系或者活性物質(zhì)毒性較大等問(wèn)題，對(duì)生態(tài)環(huán)境影響較大。且液流電池由于正、負(fù)電解液交叉滲透導(dǎo)致電池容量衰減，效率低制約了液流電池的快速發(fā)展。近年來(lái)，一種有機(jī)水相液流電池，由于其電解質(zhì)具有豐富的選擇，中性水相電解液既環(huán)保而且廉價(jià)，且不易燃，被認(rèn)為是液流電池中比較有應(yīng)用前景的一種。有機(jī)聚合物電解質(zhì)由于其分子量較大，可以有效的減少正、負(fù)極電解液交叉滲透受到眾多的關(guān)注。但是聚合物材料在水相體系中溶解度較低，尤其是在鹽水體系中，從而導(dǎo)致了液流電池性能較差。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題之一。

為此，本發(fā)明提出一種提高水性聚合物液流電池性能的方法，其中該方法具有利用水溶助劑提高正、負(fù)極活性聚合物在支持電解質(zhì)中的溶解性，從而提高有機(jī)水性液流電池的容量、效率和電池循環(huán)穩(wěn)定性的優(yōu)點(diǎn)。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一種提高水性聚合物液流電池性能的方法，通過(guò)在所述水性聚合物液流電池的電解液中添加水溶助劑，來(lái)提高所述水性聚合物液流電池的性能。

根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例，所述水溶助劑為二甲苯磺酸鈉、對(duì)甲苯磺酸鈉、異丙苯磺酸鈉、苯甲酸鈉，脯氨酸、尿素、葡萄糖、乙酰胺中的至少一種。

根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例，所述水溶助劑含量為：1wt％～40wt％。

根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例，所述水性聚合物液流電池包括：兩個(gè)電解液儲(chǔ)液庫(kù)，兩個(gè)所述電解液儲(chǔ)液庫(kù)間隔開(kāi)設(shè)置，一所述電解液儲(chǔ)液庫(kù)內(nèi)的電解液包含正極活性物質(zhì)和支持電解液，另一所述電解液儲(chǔ)液庫(kù)內(nèi)的電解液包含負(fù)極活性物質(zhì)和支持電解液，所述正極活性物質(zhì)和所述負(fù)極活性物質(zhì)分別以本體形式直接溶解或分散在以水為溶劑的體系中；液流電池堆，所述液流電池堆包括電池隔膜，所述電池隔膜將所述液流電池堆分隔為間隔開(kāi)分布的陽(yáng)極區(qū)和陰極區(qū)，所述陽(yáng)極區(qū)與一所述電解液儲(chǔ)液庫(kù)連通，所述陰極區(qū)與另一所述電解液儲(chǔ)液庫(kù)連通，所述陽(yáng)極區(qū)和所述陰極區(qū)內(nèi)分別設(shè)有電極。

根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例，所述電解液中添加有所述水溶助劑，所述水溶助劑能夠提高正極活性物質(zhì)、負(fù)極活性物質(zhì)在支持電解液中的溶解性，從而提高水性聚合物液流電池的容量、效率和電池循環(huán)穩(wěn)定性。

根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例，所述正極活性物質(zhì)為以TEMPO為主體的聚合物或以二茂鐵為主體的聚合物，所述負(fù)極活性物質(zhì)為紫精類(lèi)結(jié)構(gòu)為主體的聚合物或以蒽醌結(jié)構(gòu)為主體的聚合物。

根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例，所述支持電解液為NaCl水溶液、KCl水溶液、Na₂SO₄水溶液、K₂SO₄水溶液、NH₄Cl水溶液、(NH₄)₂SO₄水溶液、HCl水溶液、H₂SO₄水溶液中的至少一種。