[发明专利]有机水相液流电池、电极、修饰方法及液流电池储能系统

说明书

本发明公开了一种有机水相液流电池、电极、修饰方法及液流电池储能系统，有机水相液流电池用电极的修饰方法，包括以下步骤：将碳素基体材料清洗并烘干；将修饰物质前驱体溶解在去离子水中，调节pH值得到溶液A；将烘干的所述碳素基体材料放入所述溶液A中进行浸泡并充分分散，得到溶液B；将所述溶液B通过水热处理或者高温热处理，得到修饰后的碳素电极。该有机水相液流电池用电极的修饰方法能够提高电池的电压效率和能量效率。

技术领域

本发明属于液流电池技术领域，具体涉及一种有机水相液流电池用电极的修饰方法、通过该修饰方法制备而成的有机水相液流电池用电极、具有该电极的有机水相液流电池以及包括有机水相液流电池的基于盐穴的液流电池储能系统。

背景技术

随着经济的快速发展，伴随而来的环境以及能源短缺等问题日趋严重，促进一些清洁能源如风能、太阳能、潮汐能等大力发展。但是由于这些可再生能源的不连续不稳定性，使其利用受到大量限制，利用率低。因此需要大力发展储能技术，为电网的稳定性提供保障。在各种储能技术中，液流电池储能技术由于具有容量大、安全性高、低成本的优势是大规模储能技术的首选。其中由于钒液流电池由于电解质的有毒性，及强酸强腐蚀性等问题，限制了其广泛应用。

近年来，一种有机水相液流电池，由于其电解质具有丰富的选择，中性水相电解液即环保且廉价，被认为是液流电池中最有应用前景的一种。目前对有机水相液流电池的研究大多集中在活性物质的设计合成开发，利用有机物质丰富的选材及可调控性强的优点开发出电化学性能优越的活性物质。然而对于该电池体系中的电极材料则研究的较少。目前文献中报道的采用的电极材料大多是石墨毡，其具有较好的电导性和电化学稳定性高的优点。但其较差的亲水性和电化学活性制约着其进一步发展，特别是在长期使用其电化学活性会逐渐降低，致使电池整体性能下降。因此有必要对石墨毡电极进行性能修饰，促进其电化学活性，满足大规模储能系统工程应用。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。

为此，本发明提出一种有机水相液流电池用电极的修饰方法，该有机水相液流电池用电极的修饰方法便于操作，成本低廉。

本发明还提出一种有机水相液流电池用电极，该电极能够提高电池的电压效率和能量效率。

本发明还提出一种有机水相液流电池，该有机水相液流电池稳定性高。

本发明还提出一种基于盐穴的液流电池储能系统，能够利用盐矿开采后形成的具有物理溶腔的盐穴作为电解液储液库。

根据本发明第一方面实施例的有机水相液流电池用电极的修饰方法，包括以下步骤：将碳素基体材料清洗并烘干；将修饰物质前驱体溶解在去离子水中，调节pH值得到溶液A；将烘干的所述碳素基体材料放入所述溶液A中进行浸泡并充分分散，得到溶液B；将所述溶液B通过水热处理或者高温热处理，得到修饰后的碳素电极。

根据本发明实施例的有机水相液流电池用电极的修饰方法，通过将碳素基底材料经过清洗等前处理步骤后，放入由修饰物质前驱体得到的溶液A中，通过水热处理或者高温热处理，得到修饰后的碳素电极。该修饰方法具有操作方便，便于实施等优点。

根据本发明一个实施例，在将碳素基体材料清洗并烘干的过程中，依次采用去离子水、乙醇及浓度为1％～5％的双氧水进行清洗，并将清洗完毕的所述碳素基体材料放入烘箱，在60℃～80℃的环境下烘干备用。

根据本发明一个实施例，在将修饰物质前驱体溶解在去离子水中，调节pH值得到溶液A的过程中，采用氨水调节pH值，pH值调节范围为6～8。

根据本发明一个实施例，所述修饰物质前驱体为锶前驱体物质。

根据本发明一个实施例，所述修饰物质前驱体为硝酸锶、氯化锶中的一种或两种。

根据本发明一个实施例，所述修饰物质前驱体的浓度为0.1mol/L～1mol/L。