[发明专利]一种外加磁场的磁性颗粒附着电极的液流电池结构及方法

权利要求书

1.一种外加磁场的磁性颗粒附着电极的液流电池结构，其特征在于，所述液流电池外部设有磁场加载装置，所述的磁场加载装置为电磁体；该磁场加载装置产生的磁场穿透液流电池的正负电极；正负电极上均附着有用于增大电极比表面积的磁性纳米颗粒，且正负电极上磁性纳米颗粒的附着面朝向相同，使磁性纳米颗粒在磁场力作用下紧贴于电极表面。

2.如权利要求1所述的外加磁场的磁性颗粒附着电极的液流电池结构，其特征在于，所述的正负电极均为碳纸电极。

3.如权利要求1所述的外加磁场的磁性颗粒附着电极的液流电池结构，其特征在于，所述的磁性纳米颗粒为Fe₃O₄纳米颗粒。

4.如权利要求1所述的外加磁场的磁性颗粒附着电极的液流电池结构，其特征在于，所述的液流电池结构的两侧分别设置电堆PP板和电堆端板，两侧的集流体之间具有一个或多个单电池单元，每个单电池单元以离子交换膜为中心面镜像对称，离子交换膜的任意一侧从靠近离子交换膜开始，依次组装有碳纸电极、双极板、密封垫片、液流框和集流体。

5.如权利要求1所述的外加磁场的磁性颗粒附着电极的液流电池结构，其特征在于，在液流电池结构中，所述的磁场加载装置设置于电堆端板的外侧。

6.如权利要求1所述的外加磁场的磁性颗粒附着电极的液流电池结构，其特征在于，所述的磁性纳米颗粒在电极上的附着方法为：采用Fe₃O₄纳米颗粒与粘合剂均匀配置成磁浆，然后将磁浆涂于碳纸电极的一侧，经冷冻干燥处理后完成磁性纳米颗粒的附着。

7.如权利要求1所述的外加磁场的磁性颗粒附着电极的液流电池结构，其特征在于，所述磁场加载装置产生的磁场方向垂直正负电极平面，或与正负电极平面呈一定角度。

8.一种如权利要求4所述液流电池结构的组装和工作方法，其特征在于，首先，选择两片碳纸电极分别作为液流电池的正极电极和负极电极；在这两片电极上采用磁性纳米颗粒与粘合剂均匀配置而成的磁浆涂于两片碳纸的同一侧，经冷冻干燥处理后完成磁性纳米颗粒的附着；之后按顺序叠加组装预定数量的单电池单元，最后通过装配电堆端板、电堆PP板、集流体形成电堆结构；然后在两侧的电堆端板外部设置磁场加载装置，使其产生的磁场穿透液流电池的正负电极，使磁性纳米颗粒在磁场力作用下紧贴于正负电极表面；然后向液流电池中注入电解液进行充放电循环。

9.如权利要求8所述的组装和工作方法，其特征在于，在电池充放电循环过程中，启动磁场加载装置并调整磁场力处于适当范围内，保证在整个充放电循环过程中磁性纳米颗粒在磁场力作用下稳定附着在电极表面，避免脱落。