[发明专利]一种铅酸液流电池

说明书

本发明提供一种铅酸液流电池，具体涉及蓄电池领域，用活性碳粉与高密度的聚乙烯混合压成基板，在基板上压合一层去网状结构的玻璃态化碳层后，再将表面粗化形成正极板；在基板上复合一层紧密的泡沫镍层形成负极板，由0.1至1.5mol/L甲磺酸铅和0.9至3.7mol/L甲磺酸组成电解液。本发明能克服现行氧化还原液流电池缺陷的铅酸液流电池。

技术领域

本发明属于蓄电池领域，具体涉及一种铅酸液流电池。

背景技术

电化学液流电池(Electrochemical flow cell)通常称为氧化还原液流电池(Redox flow cell)是一种大型储能装置。最早由查内尔(Thaller)提出氧化还原液流电池概念。上世纪七十年代美国最先开发Fe³⁺/Fe²⁺及全钒(V⁵⁺/V⁴⁺、V²⁺/V³⁺)液流电池，目前在美、日、澳等国有市售产品，当前中国没有一家企业跨入该电池行业，至今尚未涉足该储能装置的研发领域。

参见附图1，目前氧化还原液流电池典型的结构，液流电池的活性物质是液态，即作为电极反应活物质，又兼任电解液作电极在工作中不发生结构变化，理论上可以无限期使用，正负极活物质通过选择性透过膜隔开，氧化还原反应分别在隔膜两边进行，单电池由双极板(正极与负极)及隔膜组成，可以串联多个单电池组成大的不同型号(规格)的电堆，实现大规模储能。电池电压由串联单电池的数量与活性物质类别所决定。电池容量由储液罐内活物质多少决定，可以100％深放电而对电池基本无损害，电池可以“即时充电”(零时间)即更换活物质的储液罐或开始流动即可。这类电池寿命可达20年以上，具有可靠性高、制造成本、运行及维护成本都较低、无噪音、无污染、建设周期短等特点和优点。变换一个视角来看，我们可以把液流电池当成一个循环充放电“燃料电池”。它不仅是一个消耗化学能转为电能的装置，而且还是一个比“燃料电池”有更大发展空间的电能供给装置；

现行的多硫化钠/溴液流电池、全矾液流电池、钒溴液流电池、铁/铬流流电池、锌/溴等氧化还原液流电池存在的缺陷是：

1、需要离子选择性透过的隔膜，为防止正负极活性物质的交叉渗透，引起容量的损失，又能让H₃O+自由通过，即形成回路，对隔膜的要求较高，价格昂贵，是目前现行液流电池发展的瓶颈；

2、需要供给正、负极活物质反应的泵要两个(正、负极各一个)，液流电池的正负极正负极电解液被分装在两个储液罐中，各由一个泵使溶液流经电池，在离子交换膜两侧的电极上分别发生氧化和还原反应

发明内容

本发明的目的是提供一种铅酸液流电池，能克服现行氧化还原液流电池缺陷的铅酸液流电池。

本发明提供了如下的技术方案：

一种铅酸液流电池，采用活性碳粉与高密度的聚乙烯混合压成基板，在基板上压合一层去网状结构的玻璃态化碳层后，再将表面粗化形成正极板；在基板上复合一层紧密的泡沫镍层形成负极板，由0.1至1.5mol/L甲磺酸铅和0.9至3.7mol/L甲磺酸组成电解液。

优选的，基板中活性碳粉和高密度聚乙烯的质量比为6：1。

优选的，基板上压合一层玻璃态化碳层时的压力为8kg/cm²，温度为160至180℃。

优选的，基板上复合一层紧密的泡沫镍层时的压力为8kg/cm²，温度为160至180℃。

优选的，电解液中Pb(CH₃SO₃)₂浓度越高，CH₃SO₃H浓度则越高，充电态中Pb²⁺浓度高，H⁺低，放电则反之。