[发明专利]一种锡溴液流电池

说明书

一种锡溴液流电池，属于储能电池技术领域。本发明包括电池模块，正极电解液储液罐，负极电解液储液罐，驱动装置和循环管路；所述电池模块由一节或多节单电池串联而成，所述单电池包括正极端板、正极、隔离装置、负极和负极端板，所述负极氧化还原电对为Sn²⁺/Sn，正极氧化还原电对为Br₂/Br^‑。本发明提供的锡溴液流电池的输出电压可达到1.2V，电池的运行电流密度达到200mA cm^‑2，同时充放电能量效率保持82％以上，锡溴液流电池的电化学性能远超过现有的沉积型液流电池，相较于Sn‑Fe液流电池具有更高的输出电压和能量密度，相较于现有的Sn‑V液流电池具有更低成本的电解液，能够兼顾能量密度高和成本低，具有良好商业应用前景。

技术领域

本发明属于储能电池技术领域，具体涉及一种锡溴液流电池。

背景技术

随着人类对能源需求的与日俱增，以水能、风能、太阳能等为代表的可再生能源取得了极大的发展。但由于可再生能源发电具有不连续、不稳定、不可控的非稳态特性，在实际应用中大规模并入电网会给电网的安全、稳定运行造成严重冲击，规模化发展可再生能源建设智能电网必须有先进的储能技术作为必要的支撑。因此，大功率、高容量、低成本的储能技术是推进能源结构调整，普及风能、太阳能等可再生能源的关键技术。

作为新一代储能技术，液流电池技术在近些年得到了长足发展，因其能量、功率分开设计，可扩展性好，安全性高，循环寿命长等突出优势，已经成为大规模储能技术中最有前景的技术之一。液流电池率先由美国科学家Thaller L.H.(NASA Lewis ResearchCenter)于1974年提出的一种电化学储能技术，通过活性物质发生氧化还原反应来实现电能和化学能的相互转化。充电时，正极发生氧化反应，活性物质价态升高；负极发生还原反应，活性物质价态降低。放电时则正好相反，正极发生还原反应，活性物质价态降低；负极发生氧化反应，活性物质价态升高。与传统二次电池直接采用活性物质做电极不同，液流储能电池的电极均为惰性电极，只为电极反应提供反应场所，活性物质通常以离子状态存储于电解液中，正极和负极电解液分别装在两个储罐中，通过送液泵实现电解液在管路系统中的循环。采用金属材料代替低浓度的负极电解液，用作负极的储能介质，这种在正极半电池保持液流电池的工作模式，而负极半电池使用传统电池的工作模式的液流电池结构称为混合液流电池，沉积型混合液流电池表现为金属在电极上的沉积与溶出，虽然牺牲了部分液流电池的工作特点，但可以显著地提高液流电池的能量密度。