[发明专利]一种铁铅单液流电池及其制备方法

权利要求书

1.一种铁铅单液流电池结构，其特征在于，包括依次设置的负极材料层、离子选择性透过膜和正极材料层；所述负极材料层中填充负极电解液，所述正极材料层中填充正极电解液，且正极电解液在正极材料层中循环流动；

所述负极材料层包括铅单质、固态二价铅盐和导电剂中的两种或者三种组成成分；

所述负极电解液为无机酸及添加剂形成的混合水溶液；

所述正极材料层为多孔碳电极层；

所述正极电解液包括三价铁盐溶液、二价铁盐和无机酸形成的混合水溶液。

2.根据权利要求1所述的铁铅单液流电池结构，其特征在于，所述的固态二价铅盐为硫酸铅和氯化铅中的一种或者两种组合；

所述的导电剂为导电炭黑、石墨烯、碳粉、碳纳米管、碳纤维、铜中的一种或几种组合。

3.根据权利要求1所述的铁铅单液流电池结构，其特征在于，所述负极材料层中，铅单质和固态二价铅盐的总质量为电极材料层质量的20-100％。

4.根据权利要求1所述的铁铅单液流电池结构，其特征在于，所述负极材料层中还含有粘结剂。

5.根据权利要求1所述的铁铅单液流电池结构，其特征在于，所述负极材料层厚度为0.5-20mm，负极材料层为多孔固态电极，孔为开放孔，孔隙率为10％-80％。

6.根据权利要求1所述的铁铅单液流电池结构，其特征在于，所述多孔碳电极层为碳毡、碳纸、碳布、多孔碳板中的一种或几种的组合；

所述的二价铁盐为硫酸亚铁、氯化亚铁中的一种或者两种组合，所述的三价铁盐为硫酸铁和氯化铁中的一种或者两种组合；

所述的无机酸为硫酸或者盐酸中的一种或者两种组合；

所述离子选择性膜是离子交换树脂薄膜、多孔聚合物薄膜、溶胀聚合物膜中的一种或者多种组合。

7.一种铁铅单液流电池，其特征在于，包括权利要求1-6任一项所述的铁铅单液流电池结构，还包括正极板、正极板框、负极板、负极板框和端板；

所述负极板设置在负极材料层外侧，正极板设置在正极材料层外侧，在负极板、正极板的外侧分别设置端板；

所述负极材料层的四周设置有负极板框，正极材料层的四周设置有正极板框；

所述正极板框上设置有管道，管道另一端连通正极电解液储液罐。

8.根据权利要求7所述的铁铅单液流电池，其特征在于，所述管道上设置有循环泵；

所述正极板和负极板均采用金属或者碳材料制备；

所述负极板框上设置有用于补充负极电解液和排气的通道；

所述正极板和端板之间、负极板和端板之间还设置有集流板；所述集流板采用金属或者碳材料制备。

9.一种铁铅单液流电池堆，其特征在于，由权利要求1-6任一项所述的铁铅单液流电池结构通过串联和/或并联的方式组成。

10.根据权利要求9所述的铁铅单液流电池堆，其特征在于，所述铁铅单液流电池结构通过串联方式组成时，还包括正极板、正极板框、负极板、负极板框、双极板和端板；

各所述铁铅单液流电池结构之间设置有双极板，所述负极板设置在最外侧的负极材料层外侧，正极板设置在最外侧的正极材料层外侧，在负极板、正极板的外侧分别设置端板；所述负极材料层的四周设置有负极板框，正极材料层的四周设置有正极板框；所述正极板框上设置有管道，管道另一端连通正极电解液储液罐；

所述铁铅单液流电池结构通过并联方式组成时，每两个正极共用一个负极；具体结构单元包括依次设置的正极材料层、离子选择性透过膜、负极材料层、离子选择性透过膜、正极材料层；还包括在两侧正极材料层外依次设置的正极板、端板；所述负极板框的上分别设置有负极板、用于补充负极电解液和排气的通道，所述正极板框上设置有管道，管道另一端连通正极电解液储液罐。