[发明专利]一种碱性锌铁液流电池用负极电解液及锌铁液流电池

说明书

本发明公开了一种碱性锌铁液流电池用负极电解液及碱性锌铁液流电池，所述碱性锌铁液流电池的负极电解液为锌酸根离子和可溶性碳酸盐的碱性溶液，所述锌酸根离子浓度为0.05‑3.0mol/L，优选浓度为0.05‑2mol/L，更优选浓度为0.1‑2mol/L；所述碳酸根离子于负极电解液中的浓度为0.05‑5mol/L，优选浓度为0.1‑3mol/L更优选浓度为0.2‑2mol/L所述碳酸盐为碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠、碳酸氢钾、碳酸锂中的一种或两种以上。本发明能够有效改善碱性锌铁液流电池的水迁移问题，提高锌铁液流电池的寿命。本发明制备工艺操作简单、效果显著、同时能够实现碱性锌铁体系的稳定运行。

技术领域

本发明涉及一种碱性锌铁液流电池技术领域，特别涉及一种碱性锌铁液流电池用电解液及锌铁液流电池。

背景技术

液流电池储能技术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。碱性体系锌铁液流电池由于安全性高、稳定性好、寿命长(寿命15年)、成本低等优点，被认为是具有很高发展潜力的一种液流储能电池。

电池正负极电解液是液流储能电池中的重要组成部分，它起着储存能量、导通电路，将电能转化为化学能的作用。电解液中活性物质的浓度和电解液的电导率等将直接影响电池的充放电容量和电池性能；因此要求电解液具有较高的活性物质浓度和电导率，同时还应具有较好的化学稳定性和较低的成本。

碱性锌铁液流电池常规电解液为正极是含亚铁氢根离子的碱溶液，负极为含锌酸根离子的碱溶液，由于正、负极电解液组成不同，导致总离子浓度差异明显，另外负极是锌酸根离子和锌单质之间的固液相反应，导致负极的水迁移明显，最终会出现负极电解液少于正极电解液的情况，进而影响电池的稳定运行。因此，如何降低水迁移，提高电解液的稳定性至关重要。本发明旨在开发一种碱性锌铁液流电池用负极电解液及液流电池，能够大幅缓解水迁移的现象。

发明内容

本发明目的在于克服上述锌铁液流电池电解液迁移的问题，提供一种碱性体系锌铁液流电池用的负极电解液及液流电池。能够有效改善碱性锌铁液流电池的水迁移问题，提高锌铁液流电池的寿命。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

所述负极电解液为锌酸根离子和可溶性碳酸盐的碱性溶液；其中锌酸根离子浓度为0.05-3.0mol/L，优选浓度为0.05-2mol/L，更优选浓度为0.1-2mol/L；所述碳酸根离子于负极电解液中的浓度为0.05-5mol/L，优选浓度为0.1-3mol/L更优选浓度为0.2-2mol/L。

所述碳酸盐为碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠、碳酸氢钾、碳酸锂中的一种或两种以上；所述电解液中的碱性溶液为0.1～6mol/L的氢氧化钠和/或氢氧化钾溶液。

一种碱性锌铁液流电池，包括正极电解液和负极电解液，所述碱性锌铁液流电池的正极电解液为铁的氰根配合物碱性溶液，其中铁的氰根配合物总浓度为0.1-3mol/L，优选浓度为0.1-2mol/L，更优选为0.1-1.5mol/L；负极电解液为权利要求1-2任一所述的电解液，负极电解液中含有可溶于碱性溶液的碳酸根化合物。

所述锌铁液流电池的正极电解液为铁的氰根配合物碱性水溶液，其中铁的氰根配合物总浓度为0.1-3mol/L，优选浓度为0.1-2mol/L，更优选为0.1-1.5mol/L。

所述电解液中的碱性溶液为0.1～6mol/L的氢氧化钠和/或氢氧化钾溶液。

所述碱性体系锌铁液流电池是以Fe(II)/Fe(III)作为正极电解液的活性物质，以Zn(II)/Zn为负极电解液的活性物质，通过正、负极电解液分别于正极与隔膜之间、负极与隔膜之间循环运行的液流电池；其中正、负极电解液的pH10。