[发明专利]锌溴液流电池

说明书

本发明公开了一种锌溴液流电池，包括正极片、负极片以及设置在所述正极片和负极片之间的电池隔膜；所述正极片优选为石墨板、碳毡、石墨毡或者碳布中的一种；所述负极片优选为石墨板、碳毡、石墨毡或者碳布中的一种；所述电池隔膜为单层PE、PP膜、3层PP、PE膜或聚丙烯腈基膜。本发明制备的锌溴液流电池，其电池隔膜的纵向拉伸强度在168MPa以上，热收缩率在1.2％以下，具备优良的机械性能。本发明的锌溴液流电池，能够大容量、长时间的充放电，充放电效率高。

技术领域

本发明涉及一种电池，尤其涉及一种锌溴液流电池。

背景技术

锌溴液流电池是一种电化学储能新技术，与其它储能技术相比，具有能量转换效率高、系统设计灵活、蓄电容量大、选址自由、可深度放电、安全环保、维护费用低等优点，可以广泛应用于风能、太阳能等可再生能源发电储能、应急电源系统、备用电站和电力系统削峰填谷等方面。

锌溴液流电池是一种液流储能电池。隔膜是锌溴液流电池中的重要组成部分，它起着阻隔正、负极电解液，提供质子传输通道的作用。膜的质子传导性、化学稳定性和离子选择性等将直接影响电池的电化学性能和使用寿命；因此要求膜具有较低的活性物质渗透率(即有较高的选择性)和较低的面电阻(即有较高的离子传导率)，同时还应具有较好的化学稳定性和较低的成本。电池中的隔膜会影响电池的使用效率。电池中的电解液成本几乎会占到液流电池总成本30％，所以电解液的价格决定了电池的整体造价。锌溴液流电池因为锌的高能量密度、低廉价格且容易大量获取，所以含锌体系的可充放电电池在大规模储能系统具有很强的竞争力。这个电解液特性决定了锌溴液流电池在成本方面具有很大的优势。锌溴液流电池放电吋，表面沉积的金属锌可以完全溶解在电解液中，从而频繁地进行深度充放电，而不会造成电池损耗。

锌溴液流电池用隔膜在开发研究中需要注意以下方面的性能。首先，在物理化学方面，锌溴液流电池用隔膜需要具有较小的溶胀率，保证具有良好机械强度，各向均匀，有足够的拉伸张力，也有一定的柔软性和坚韧性，以减少在安装方面的问题，方便组装和拆卸。其次，在电化学方面，隔膜需要具有较高的电导率和较强的离子选择性，这样可以有效提高电池效率，降低单质溴的通过率，更好地隔离正负极电解液，防止电池自放电，提高使用效率。最后，隔膜必须具有高耐酸性、高耐氧化性和稳定电化学性。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种锌溴液流电池。

一种锌溴液流电池，包括正极片、负极片以及设置在所述正极片和负极片之间的电池隔膜；

所述正极片为金属类，如Pb，Ti等；炭素类，如石墨、碳布、碳毡等；复合材料类，如导电聚合物、高分子复合材料等，所述正极片优选为石墨板、碳毡、石墨毡或者碳布中的一种；

所述负极片为金属类，如Pb，Ti等；炭素类，如石墨、碳布、碳毡等；复合材料类，如导电聚合物、高分子复合材料等，所述负极片优选为石墨板、碳毡、石墨毡或者碳布中的一种；

所述电池隔膜为复合材料类，如导电聚合物、高分子复合材料等，优选为单层PE、PP膜、3层PP、PE膜、Nafion膜或聚丙烯腈基膜，所述电池隔膜优选为聚丙烯腈电池隔膜。

Nafion隔膜，为全氟磺酸隔膜，英文名称：nafion nr 50(beads10-35mesh)，CAS号：31175-20-9。

进一步优选的，所述聚丙烯腈电池隔膜采用下述方法制备而成：

S1将高分子聚合物溶于有机溶剂中，得到高分子聚合物质量分数为10～15％的溶液A；

S2将稳定剂、聚丙烯腈、聚乙烯吡咯烷酮加入到在N,N-二甲基乙酰胺中，得到溶液B；

S3将溶液B刮涂在玻璃板上，静置，形成薄膜；将薄膜连同玻璃板放入凝固液中浸渍；撕下薄膜，冲洗，干燥，得到聚丙烯腈基膜；