一種醌多鹵化物液流電池的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種液流電池系統。
【背景技術】
[0002]日前隨著世界能源供應日趨短缺，人們開始對風能、太陽能等可再生能源的開發和利用廣泛關注，但要保證太陽能、風能等可再生能源發電系統的穩定供電，就必須結合高效、廉價、安全可靠的儲能技術與其配合，縱觀各種儲能技術，其中化學儲能方式的液流儲能電池以其獨特的優勢而成為目前最適宜大規模儲能的蓄電池之一。
[0003]目前發展較好的液流電池體系主要有全釩液流電池及鋅溴液流電池兩種。全釩液流電池通過電解液中不同價態釩離子在惰性電極上的電化學反應來實現電能和化學能的可逆轉化。正極為vo2+/vo2+電對，負極為v2+/v3+電對，硫酸為支持電解質。因為正負極兩側是不同價態的釩離子，避免了離子互串對電解液的污染，影響電池的性能和壽命。另外，釩電解質溶液可以恢復再生，進一步提高了電池系統的壽命，降低運行成本。但是全釩液流電池電解液成本和質子交換膜成本較高、正負極仍存在一定程度的交叉污染問題。
[0004]鋅溴液流電池正負半電池由隔膜分開，兩側電解液為ZnBr2溶液。在動力泵的作用下，電解液在儲液罐和電池構成的閉合回路中進行循環流動。鋅溴液流電池存在的主要問題為溴的污染無法解決。
[0005]醌溴液流電池在文獻中已有報道，但是由于文獻中使用質子交換膜，并且采用硫酸作為支持電解質，成本及電池電壓均偏低，該發明使用多孔膜并使用鹽酸作為支持電解質，成本得到了降低，電壓得以提高。
【發明內容】
[0006]一種醌多鹵化物液流電池系統，包括:正負極端板、正極、多孔隔膜、負極、儲液罐、管路、泵。其中正負極由集流體和正負極催化材料組成；充放電時，電解液經由泵從儲液罐輸送至正、負極，正極發生溴與溴單質的氧化還原反應，負極發生醌與蒽醌的氧化還原反應。為實現上述目的，本發明的具體技術方案如下:
[0007]電池系統由電池模塊、電解液儲液罐、循環泵、循環管路組成；電池模塊由一節或一節以上單電池串聯而成，單電池包括正負極端板、正極、負極、隔膜。正負極電極均為活性炭氈。正極電解液鹽酸與溴化鈉的混合溶液，鹽酸濃度為:0.5-2M鹽酸，0.5-2M溴化鈉。負極電解液鹽酸與蒽醌的混合溶液，鹽酸濃度為:0.5-2M鹽酸，0.5-1M蒽醌。述隔膜為多孔膜或致密膜。
[0008]本發明的有益效果:
[0009]本專利通過技術改進，提出了醌多鹵化物液流電池的概念，改善了醌溴液流電池成本偏高，電池電壓較低的問題。
【附圖說明】
[0010]圖1為實施例電池循環穩定性圖；
[0011 ] 圖2為對比例電池循環穩定性圖。
[0012]圖3為實施例和對比例電池充放電對比曲線圖。
【具體實施方式】
[0013]實施例1
[0014]電解液配置及電池組裝:
[0015]正極電解液:40mL的1MHC1+1M溴化鈉溶液；負極電解液:40mL的1MHC1+1M蒽醌溶液單電池依次正極端板、正極3x3cm2、碳租、隔膜、碳租、負極3x3cm2石墨板、負極端板。
[0016]電池測試:
[0017]電解液流速:5mL/min ;充放電電流密度20mA/cm2 ;電池循環穩定性見圖1。
[0018]對比例I
[0019]電解液配置及電池組裝:
[0020]正極電解液:40mL的0.5M硫酸+IM溴化鈉溶液；負極電解液:40mL的0.5M硫酸+IM蒽醌溶液單電池依次正極端板、正極3x3cm2、碳租、隔膜、碳租、負極3x3cm2石墨板、負極端板。
[0021]電池測試:
[0022]電解液流速:5mL/min ;充放電電流密度20mA/cm2 ;電池循環穩定性見圖2。
[0023]實施例和對比例電池充放電對比曲線見圖3。
[0024]本發明醌多鹵化物液流電池，包括:正負極端板、正極、多孔隔膜、負極、儲液罐、管路、泵。其中正負極由集流體和正負極催化材料組成；充放電時，電解液經由泵從儲液罐輸送至正、負極，正極發生溴與溴單質的氧化還原反應，負極發生醌與蒽醌的氧化還原反應。
[0025]由圖可以看出:鹽酸作為支持電解質的f電池充電電壓下降，放電電壓升高，電池性能得到提升，且循環性能優于硫酸作為支持電解質。
【主權項】
1.一種醌多鹵化物液流電池，所述電池由電池模塊、裝有正極電解液的電解液儲液罐、裝有負極電解液的負極儲液罐、循環泵、循環管路組成；電池模塊由二節或三節以上單電池串聯而成，單電池包括正極、隔膜、負極，其特征在于:正極電解液為鹽酸與溴化鈉的混合溶液，負極電解液為鹽酸與蒽醌的混合溶液。2.根據權利要求1所述的醌多鹵化物液流電池，其特征在于:所述正極電解液為終濃度0.5-2M鹽酸和終濃度0.5-2M溴化鈉的混合溶液。3.根據權利要求1所述的醌多鹵化物液流電池，其特征在于:所述負極電解液為終濃度0.5-2M鹽酸和終濃度0.5-1M蒽醌的混合溶液。4.根據權利要求1所述的醌多鹵化物液流電池，其特征在于:正極和負極材料均為活性炭氈。5.根據權利要求1所述的醌多鹵化物液流電池，其特征在于:所述隔膜為多孔膜或致密膜。6.根據權利要求1所述的醌多鹵化物液流電池，其特征在于:單電池包括正極端板、正極、隔膜、負極、負極端板。
【專利摘要】本發明為一種醌多鹵化物液流電池，包括：正負極端板、正極、多孔隔膜、負極、儲液罐、管路、泵。其中正負極由集流體和正負極催化材料組成；充放電時，電解液經由泵從儲液罐輸送至正、負極，正極發生溴與溴單質的氧化還原反應，負極發生醌與蒽醌的氧化還原反應。
【IPC分類】H01M2/18, H01M8/02
【公開號】CN105679985
【申請號】
【發明人】賴勤志, 張華民, 程元徽, 李先鋒
【申請人】中國科學院大連化學物理研究所
【公開日】2016年6月15日
【申請日】2014年11月17日