[发明专利]带有具有介电涂层的集电器的液流电池

说明书

本发明公开一种可充电液流电池，其中液流电池包括：第一电极和第二电极，第一电极和第二电极是分离的，从而允许离子在第一电极和第二电极之间流动，其中包括或用于保存第一流体电解质的第一储液器流体地连接至第一电极，从而允许第一流体电解质从第一储液器到第一电极以及从第一电极到第一储液器的循环；以及第一集电器，包括具有相对的第一侧和第二侧的导电材料层，其中第一电极被设置在第一集电器的第一侧上，使得电子能够从电极流动到第一集电器，并且第一介电材料层被设置在第一集电器的第二侧上。

背景技术

大规模能源存储在能够推广利用可再生能源存储技术的能源方面起着重要作用。氧化还原液流电池(RFB)是一种用于大规模存储由诸如风能和太阳能等可再生能源利用的能量的很有前途的候选电池，可也可作为独立的电源系统，甚至在车辆应用中使用。RFB具有能够将电能从能量中分离的特殊优势：前者通常是(多个)电池单元构架的特征(电极面积、工作电压等)，而后者则取决于可用电解质的体积(和浓度)。由于其固有的设计灵活性，该特性使RFB能够用于许多所描述应用中。

单个RFB电池单元通常由两个电极和集电器构造，这两个电极可以是碳基的、和/或由膜分离的毡、布、纸等的形式，这取决于电池和集电器的化学反应。典型的RFB电池堆将具有许多以具有内部或外部歧管的双极配置组装的单个电池单元。双极碳电极通常被设置在每个电池单元之间，以允许电流从一个电池单元流到下一个电池单元。整个组件用外部螺栓固定的端板来压缩和密封。

在RFB领域已经进行了大量研究。许多研究集中在RFB构架中的不同组件上，即电解质的不同化学组成、RFB调节策略、电极结构和膜。然而，RFB仍具有一些缺点，诸如制造成本以及如果电池堆中出现一个电池单元失效时的困难。能够提高氧化还原液流电池的性能，诸如减少某些RFB配置中可以看到的质量输送损失，将是符合期望的。

因此，提供现有技术的RFB的替代方案或改进是符合期望的。

发明内容

在第一方面，提供一种可充电液流电池，其中液流电池包括：

第一电极和第二电极，该第一电极和第二电极是分离的，从而允许离子在第一电极和第二电极之间流动，其中包括或用于保存第一流体电解质的第一储液器流体地连接至第一电极，从而允许第一流体电解质从第一储液器到第一电极以及从第一电极到第一储液器的循环；以及

第一集电器，包括具有相对的第一侧和第二侧的导电材料层，其中第一电极被设置在第一集电器的第一侧上，使得电子可以从电极流动到第一集电器，并且第一介电材料层被设置在第一集电器的第二侧上。

在第二方面，提供一种用于可充电液流电池的组件，该组件包括：

集电器，包括具有相对的第一侧和第二侧的导电材料层，其中第一电极被设置在集电器的第一侧上，使得电子可以从电极流动到集电器，并且介电材料层被设置在集电器的第二侧上，

其中第一孔和第二孔被设置成通过集电器和介电材料层，以允许流体经由第一孔流经介电材料和集电器至电极，沿着或通过电极，然后通过第二电极通过集电器和介电材料通过第二电极流出。

在第三方面，提供一种用于可充电液流电池的组件，该组件包括：

集电器，包括具有相对的第一侧和第二侧的导电材料层，其中第一电极被设置在该集电器的第一侧上，从而使得电子可以从所述电极流到集电器，并且介电材料层被设置在集电器的第二侧上，

其中导电材料选自钛、钼、黄铜和柔性的嵌入石墨，介电材料包括PCB材料。

在第四方面，提供一种印刷电路板材料在氧化还原液流电池中的使用。还提供一种印刷电路板(PCB)材料作为可充电液流电池的主要流体(气体或液体)歧管的使用。