[发明专利]一种双液流储能电池

说明书

本发明提供了一种双液流储能电池，其特征在于，由一节单电池或两节以上单电池串联而成的电池模块；正极电解液储罐、负极电解液储罐、隔膜；正极电解液为FeSO4水溶液，负极电解液为ZnSO4水溶液。本发明所使用的材料来源丰富，成本低，效果好。

技术领域

本发明属于液流电池技术领域，尤其涉及到一种双液流储能电池。

背景技术

目前，世界各国所使用的双液流储能电池，技术最成熟、性能最可靠的是“全釩液流电池”（简称釩电池）。釩电池安全性高，寿命长（循环充放电次数大于16000次），电池容量大，主要用于电网调峰，如大型风电场，光伏电站，潮汐电站和火电站，适用于100MW以上的储能系统。

釩电池的缺点主要有：正极液在温度高于25摄氏度时易析出五氧化二钒沉淀（釩电池在运行中很容易超过摄氏25度）；五氧化二釩有剧毒，危害环境；石墨极板易受正极液刻蚀，一般两个月就需要进行维护；电池成本高，有人计算，一台5kw的电池，成本在40万元以上；另外，我国釩资源并不充足，推广釩电池并不利于持续发展。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种双液流储能电池，由一节单电池或两节以上单电池串联而成的电池模块；正极电解液储罐、负极电解液储罐、隔膜；正极电解液为FeSO4水溶液，负极电解液为ZnSO4水溶液。

进一步的，单电池包括正极电池极板为钛板，负极电池极板为锌板。

进一步的，单电池包括的正极和负极均采用三维电极。

进一步的，正极为网状电极（钛网或耐酸不锈钢丝网），负极为粒状电极（锌粒）。

进一步的，正极反应式为：Fe²⁺ = Fe³⁺+e,标准电极电位为 0.77V。

进一步的，负极反应式为Zn = Zn²⁺+ 2e，标准电极电位为-0.763V。

进一步的，正极电解液pH值为0.0—2.0。

进一步的，负极电解液pH值为2.72—5.0。

进一步的，正极电解液中含有添加剂ZnSO4和支持电解质K₂SO₄。

进一步的，负极电解液中含有支持电解质K₂SO₄。

本发明的优点为：

本发明所述电池采用铁、锌作为材料，铁、锌材料资源丰富，利于持续发展。硫酸铁、硫酸亚铁、硫酸锌等来源丰富，价格低廉。而且，本发明的电池正、负电极室之间不采用质子膜（技术为美国杜邦公司垄断）而采用国产阴离子交换膜，其价格比前者低得多。电池理论电动势为1.53伏，略高于釩电池的1.4伏。所采用的正、负极电解液均为弱酸性，比釩电池的强硫酸性溶液（浓度在1.8M以上）的腐蚀性要小的多。电极材料用钛，甚至用耐酸不锈钢即可，价格不高，加工成本也低。

具体实施方式

本发明可被称为铁锌-阴离子（交换）膜型双液流储能电池，是由一节单电池或两节以上+单电池串联而成的电池模块。下面对单电池的结构进行说明。

单电池包括：正极电解液储罐、负极电解液储罐、隔膜。

正极电解液，即正极活性物质，为FeSO4水溶液，优选的其内含有添加剂ZnSO₄、支持电解质K₂SO₄。正极反应式为：Fe²⁺= Fe³⁺+e,标准电极电位为 0.77V。正极电解液pH值为0.0—2.0。