[发明专利]新颖的卤化钒氧化还原液流电池

摘要

本发明描述了一种充电之前的卤化钒氧化还原电池、一种处于从下面的组中选出的充电状态的卤化钒氧化还原电池以及充满电或部分充电的卤化钒氧化还原电池，其中该组由零充电状态和接近于零的充电状态组成。充电之前的卤化钒氧化还原电池包括正半电池和负半电池，该正半电池具有包括卤化物电解液、卤化钒(III)和卤化钒(IV)的正半电池溶液，该负半电池具有包括卤化物电解液、卤化钒(III)和卤化钒(IV)的负半电池溶液，其中正和负半电池溶液中的卤化钒(III)、卤化钒(IV)和卤素离子的量被设置成使得在包括对充电之前的卤化钒氧化还原电池进行充电的第一充电步骤中，可以制备一种具有从下面的组中选出的充电状态的卤化钒氧化还原电池，该组由零充电状态和接近于零的充电状态组成，该卤化钒氧化还原电池在正半电池溶液中主要包括卤化钒(IV)，而在负半电池溶液中主要包括卤化V(III)。处于从下面的组中选出的充电状态的卤化钒氧化还原电池包括正半电池和负半电池，该组由零充电状态和接近于零的充电状态组成，正半电池具有包括卤化物电解液和主要为卤化钒(IV)的卤化钒的正半电池溶液，负半电池具有包括卤化物电解液和主要为卤化钒(III)的卤化钒的负半电池溶液，其中正半电池溶液中的卤化钒(IV)的量和负半电池溶液中卤化钒(III)的量被设置成使得卤化钒氧化还原电池处于从下面的组中选出的充电状态，该组由零充电状态和接近于零的充电状态组成。充满电的卤化钒氧化还原电池包括正半电池和负半电池，该正半电池具有包括卤化物电解液、多卤化物络合物、卤化钒(IV)和卤化钒(V)的正半电池溶液，该负半电池具有包括卤化物电解液和卤化钒(II)的负半电池溶液，其中钒(V)和多卤化物络合物的摩尔浓度：卤化钒(II)的摩尔浓度大约是化学计量平衡的。部分充电的卤化钒氧化还原电池包括正半电池和负半电池，该正半电池具有包括卤化物电解液、多卤化物络合物、卤化钒(IV)和卤化钒(V)的正半电池溶液，该负半电池具有包括卤化物电解液、卤化钒(II)和卤化钒(III)的负半电池溶液，其中多卤化物络合物和卤化钒(V)的摩尔数：卤化钒(II)的摩尔数大约是化学计量平衡的。

主权项

1.一种充电之前的卤化钒氧化还原电池，包括：正半电池，其具有包括卤化电解液、卤化钒(III)和卤化钒(IV)的正半电池溶液；负半电池，其具有包括卤化电解液、卤化钒(III)和卤化钒(IV)的负半电池溶液；其中，在正和负半电池溶液中卤化钒(III)、卤化钒(IV)以及钒离子的量是这样的：以便在包括对充电之前的卤化钒氧化还原电池进行充电的第一充电步骤中，制备卤化钒氧化还原电池，该电池具有从下面的组中选出的充电状态，该组由零充电状态和接近于零的充电状态组成，该电池在正半电池溶液中主要包括卤化钒(IV)而在负半电池溶液中主要包括卤化V(III)。