[发明专利]基于盐穴的铁基水性液流电池

说明书

本发明公开了一种基于盐穴的铁基水性液流电池，基于盐穴的铁基水性液流电池包括：正极盐穴储液库，正极盐穴储液库为具有物理溶腔的盐穴且储存有正极电解液，正极电解液包括活性物质铁的化合物、添加剂、支持电解质；负极盐穴储液库，负极盐穴储液库为内储存有负极电解液，包括水溶性的有机活性分子、支持电解质；液流电池堆由多个单液流电池组成，通过循环泵与正极盐穴储液库和负极盐穴储液库相连；电池隔膜，所述电池隔膜位于所述单液流电池内且将所述单液流电池分隔为正极区和负极区，电池隔膜能够供所述支持电解质穿透且能阻止所述正极活性物质和所述负极活性物质穿透。本发明实施例的铁基水性液流电池效率高，价格低，寿命长，应用范围广。

技术领域

本发明属于电化学储能领域，具体涉及一种基于盐穴的铁基水性液流电池。

背景技术

不断增长的能源需求使得大范围更有效的利用一些可再生能源如风能、太阳能和潮汐能成为必要。但是可能再生能源发电具有波动性、间歇性和随机性，使得可能再生能源发电与电网的无缝对接成为问题，而储能是实现可再生能源高比例接入电网的必要手段。在各种储能技术中，液液电池技术是一种很有应用前景的电池，具有容量大、安全性高、寿命长、效率高等优势，因此是大规模储能技术的首选。

盐腔是地下盐层利用水溶性开采盐矿后的地下空穴，具有容量大、密封性能好、渗透系数小等优点，常用来储存石油、天然气等。液流电池需要较大的储罐来储存电池解液，占地面积大，利用地下盐穴作储罐储存液流电池电解液，正好解决了这一问题，同时实现了盐穴资源的综合利用。

传统的液流电池如钒液流电池和Zn-Br₂液流电池，已经形成了较成熟的技术，然而，在大范围的储能技术中还面临着一些问题，如：钒电池高毒性，强酸，对生态环境影响较大，且钒资源有限，所用电池隔膜nafion膜，价格昂贵，使得钒液流电池成本居高不下；Zn-Br₂液流电池因锌枝晶导致电流密度低，电解液穿透。因此开发出低成本、安全的液流电池技术是今后发展的方向。本发明基于盐穴的铁基水性液流电池，采用储量丰富，价格便宜的铁化合物作为活性物质，极大的降低了液流电池的成本，且电池效率高，具有很高的发展前景。

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。

有鉴于此，本发明提出一种基于盐穴的铁基水性液流电池，该铁基水性液流电池具有效率高，价格低，寿命长，应用范围广的特点，可应用于大规模的储能电站以提高盐穴资源的综合利用率。

根据本发明实施例的基于盐穴的铁基水性液流电池，包括：正极盐穴储液库，所述正极盐穴储液库为盐矿开采后形成的具有物理溶腔的盐穴，所述正极盐穴储液库内储存有正极电解液，所述的正极电解液包括活性物质铁的化合物、添加剂、支持电解质；负极盐穴储液库，所述负极盐穴储液库为盐矿开采后形成的具有物理溶腔的盐穴，所述负极盐穴储液库内储存有负极电解液，所述的负极电解液包括水溶性的有机活性分子、支持电解质；液流电池堆，所述液流电池堆由多个单液流电池组成，所述液流电池堆通过循环泵与所述正极盐穴储液库和所述负极盐穴储液库相连；电池隔膜，所述电池隔膜位于所述单液流电池内且将所述单液流电池分隔为正极区和负极区，一极板设于所述正极区形成为正极电极，另一所述极板设于所述负极区形成为负极电极，所述正极区内具有包括所述正极活性物质的正极电解液，所述负极区内具有包括所述负极活性物质的负极电解液，所述电池隔膜能够供所述支持电解质穿透且能阻止所述正极活性物质和所述负极活性物质穿透。

根据本发明实施例的基于盐穴的铁基水性液流电池，通过将电池的正极电解液的活性物质设置为铁的化合物，负极电解液的活性物质设置为水溶性的有机活性分子，由于该电池所用正负极活性材料成本低，价廉易得，安全性高，性能好，克服了传统液流电池成本高，强酸强碱等问题。