[发明专利]全铁液流电池、单电池、电堆和电解液

权利要求书

1.一种全铁液流单电池，其特征在于，包括依次堆叠的负极双极板、负极、隔膜、正极和正极双极板；

所述负极包括堆叠的多个电极材料，所述多个电极材料中的每两个电极材料之间具有孔道，所述孔道与所述隔膜之间的夹角大于0°且小于180°；

所述负极发生反应产生的反应物质沉积在所述孔道内表面；

所述电极材料包括以下至少一种：铁、碳。

2.根据权利要求1所述的全铁液流单电池，其特征在于，所述孔道与所述隔膜之间的夹角为90°。

3.根据权利要求1或2所述的全铁液流单电池，其特征在于，所述负极与所述隔膜之间还包括惰性层，所述惰性层具有多孔结构；

所述惰性层用于阻隔所述负极脱落的沉积物到达所述隔膜，以及所述惰性层还用于传递电解液。

4.根据权利要求3所述的全铁液流单电池，其特征在于，所述惰性层的厚度为0.1um-20um。

5.根据权利要求3或4所述的全铁液流单电池，其特征在于，所述惰性层包括以下至少一种材料：多孔颗粒、碳纤维纸、碳纳米管、石墨烯。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的全铁液流单电池，其特征在于，所述隔膜用于隔绝所述正极和所述负极中的活性物质和水分子，以及用于允许电解液中的支持电解质正/负离子通过。

7.根据权利要求6所述的全铁液流单电池，其特征在于，所述隔膜包括以下至少一种材料：非氟多孔高分子膜、玻璃纤维膜、木质纤维膜。

8.一种全铁液流电堆，其特征在于，包括至少一个如权利要求1-7中任一项所述的全铁液流单电池，所述至少一个全铁液流单电池串联和/或并联连接。

9.一种全铁液流电池，其特征在于，包括如权利要求8所述的电堆、装有正极电解液的第一储液容器、装有负极电解液的第二储液容器、第一电解液循环泵和第二电解液循环泵；

所述第一储液容器中的正极电解液在所述第一电解液循环泵的作用下输入所述电堆的正极和从所述电堆的正极输出；

所述第二储液容器中的负极电解液在所述第二电解液循环泵的作用下输入所述电堆的负极和从所述电堆的负极输出。

10.一种如权利要求9所述的电解液，其特征在于，包括正极电解液和负极电解液；

其中，所述负极电解液为包括以下至少一种物质的水溶液：亚铁盐、负极支持电解质、添加剂；

所述正极电解液为包括以下至少一种物质的水溶液：亚铁盐、铁盐、正极支持电解质。

11.根据权利要求10所述的电解液，其特征在于，所述负极铁基活性物质的浓度≥0.5mol L^-1。

12.根据权利要求11所述的电解液，其特征在于，所述负极铁基活性物质的浓度为0.5-3mol L^-1。

13.根据权利要求10-12中任一项所述的电解液，其特征在于，所述负极支持电解质包括以下至少一种物质：碱金属离子的氯化物、氯化铵、硫酸盐、水溶性有机盐。

14.根据权利要求10-13中任一项所述的电解液，其特征在于，所述负极支持电解质的浓度是0.1-10mol L^-1。

15.根据权利要求10-14中任一项所述的电解液，其特征在于，所述添加剂包括以下至少一种物质：二甲基亚砜、硫代硫酸钠、磺酸盐。

16.根据权利要求10-15中任一项所述的电解液，其特征在于，所述正极铁基活性物质的浓度为0.5-12mol L^-1。