[发明专利]一种用于锌溴电池的电解液

说明书

本发明属于储能器件技术领域，具体涉及一种用于锌溴电池的电解液，该电解液其原料组成包括锌盐、溴盐、高浓度盐和去离子水，所述电解液中锌盐和溴盐的摩尔质量浓度比例为1:1。本发明本通过向由乙酸锌和四丙基溴化铵构成的基础电解液中添加高浓度乙酸钾得到所述电解液。本发明得到的电解液通过改变锌负极沉积和剥离的方式降低了锌沉积和剥离的电位，进而扩大了锌溴电池的工作电压和能量密度，克服了现有锌溴电池工作电压和能量密度低的不足。同时电解液生产所用原料成本相对较低，易于工业化推广。

技术领域

本发明属于储能器件技术领域，具体涉及一种用于锌溴电池的电解液。

背景技术

锌溴电池工作原理是利用正极的Br^-/Br₂可逆的氧化还原反应以及负极处Zn²⁺/Zn的可逆沉积/剥离贡献容量，相对于二次锂离子电池而言，锌溴电池是一种低成本、绿色、环保液流电池。

目前，人们已经可以将传统的锌溴液流电池发展成无需隔膜、泵等器件的静态电池，进一步降低了生产成本和提高了电池的循环稳定性。但无论是传统锌溴液流电池还是现在的锌溴静态电池，其工作电压依然低于2.0V。例如，Electrochimica Acta 284(2018)569-576中锌溴液流电池的工作电压为1.5V，低的工作电压限制了其能量密度。Iscience23(8)(2020)101348中报道的静态锌溴电池其工作电压为1.2V，能量密度为142Wh/kg。可以看出，和二次锂离子电池相比，锌溴电池的工作电压和能量密度依然存在较大不足，限制了锌溴电池的进一步推广应用。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术得到的锌溴电池工作电压和能量密度较低的的问题，提供一种用于锌溴电池的电解液，将其应用于锌溴电池后，可以显著提高锌溴电池的工作电压和能量密度。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明是通过以下技术方案实现：

一种用于锌溴电池的电解液，该电解液其原料组成包括锌盐、溴盐、无机盐和去离子水，所述电解液中锌盐和溴盐的摩尔质量浓度比例为1:1。

进一步地，上述用于锌溴电池的电解液中，所述电解液中锌盐为无水乙酸锌。

进一步地，上述用于锌溴电池的电解液中，所述电解液中溴盐为四丙基溴化铵。

进一步地，上述用于锌溴电池的电解液中，所述电解液中锌盐和溴盐的摩尔质量浓度均为1mol/kg。

进一步地，上述用于锌溴电池的电解液中，所述电解液中无机盐为乙酸钾。

进一步地，上述用于锌溴电池的电解液中，所述电解液中无机盐的摩尔质量浓度为15～20mol/kg。

进一步地，上述用于锌溴电池的电解液中，所述去离子水为超纯度型去离子水，电导率0.1us/cm。

进一步地，上述用于锌溴电池的电解液中，所述电解液的配置方法为：室温下首先首先配置配比量的锌盐、溴盐混合水溶液，再向其中加入配比量的无机盐，搅拌至无机盐完全溶解，即得到所需的电解液。

本发明的有益效果是：

本发明提供的电解液组成设计科学合理，其中的乙酸钾使锌溴电池负极锌的沉积和剥离方式发生改变而降低了负极的电位，进一步拓宽锌溴电池工作电压窗口，使得电池的工作电压和能量密度相对锌溴电池现有技术得到了显著提高，扩大了其应用领域。同时电解液所用溶剂为去离子水，相对现有技术常用的有机溶剂来说常见易得、成本较低，电解液制备简单，过程对环境友好，易于大规模商业化推广应用。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上的所有优点。

附图说明