[发明专利]非水氧化还原液流电池

说明书

非水氧化还原液流电池(RFB)，包括：正极隔室，正电极被定位在正极隔室中，并且使正极非水液体电解质在正极隔室中流动；负极隔室，负电极被定位在负极隔室中，并且使负极非水液体电解质在负极隔室中流动；离子交换膜，所述离子交换膜被定位在正极隔室和负极隔室之间，其中：所述正极非水液体电解质包含在至少一种有机溶剂中的三氟甲磺酸铜络合物或四氟硼酸铜络合物[Cu(I)或Cu(II)]的溶液；所述负极非水液体电解质包含在至少一种有机溶剂中的至少一种苯并噻二唑或其衍生物的溶液。所述非水氧化还原液流电池(RFB)可以有利地用于需要中等至大功率输出(例如，约100kW‑100MW)持续数小时(即1小时)的装置中，诸如例如用于存储来自工业工厂或来自替代能源(例如，太阳能或风能)的能量以供后续使用(例如，供家庭使用)或用于销售的装置。

描述

本发明涉及非水氧化还原液流电池(non-aqueous redox flow batterie)(RFB)。更具体地，本发明涉及非水氧化还原液流电池(RFB)，包括：正极隔室(positivecompartment)，正电极被定位在所述正极隔室中并且使正极非水液体电解质(positivenon-aqueous liquid electrolyte)在所述正极隔室中流动；负极隔室(negativecompartment)，负电极被定位在所述负极隔室中并且使负极非水液体电解质(negativenon-aqueous liquid electrolyte)在所述负极隔室中流动；离子交换膜，所述离子交换膜被定位在所述正极隔室和所述负极隔室之间；其中：所述正极非水液体电解质包含在至少一种有机溶剂中的三氟甲磺酸铜(copper triflate)络合物或四氟硼酸铜络合物[Cu(I)或Cu(II)]的溶液；所述负极非水液体电解质包含在至少一种有机溶剂中的至少一种苯并噻二唑或其衍生物的溶液。

所述非水氧化还原液流电池(RFB)可以有利地用于需要中等至大功率输出(例如，约100kW-100MW)持续数小时(即1小时)的装置中，诸如例如用于存储来自工业工厂或来自替代能源(例如，太阳能或风能)的能量以供后续使用(例如，供家庭使用)或用于销售的装置。

氧化还原液流电池(RFB)由于其低的环境影响和操作的安全性，在能量存储方面正成为越来越有前途的技术。

氧化还原液流电池(RFB)是一种可再充电电池(rechargeable battery)，其中，使含有一种或更多种电活性物质(electroactive species)的溶液的电解质流过电化学电池(electrochemical cell)，所述电化学电池将化学能直接转化成电能。所述电化学电池通常由被离子交换膜分开的负极隔室(或负半电池)和正极隔室(或正半电池)组成。由于所述电解质存储在外部罐中，功率分量(即，取决于所述电化学电池的尺寸和设计的输出功率)和能量分量(即，取决于所述外部罐的尺寸和取决于其中包含的电解质的浓度的存储的能量)在其应用灵活性方面与净增益分离。

一种或更多种电活性物质的所述溶液的特性特征是高能量密度，其取决于各种因素，诸如例如，反应的电活性物质的溶液中的浓度、在正极隔室或负极隔室(或半电池)中转移的电子的数量以及反应电位。