[发明专利]沉积型液流电池

说明书

本发明提供一种沉积型液流电池，其包括反应器，设于反应器内的若干具有隔离膜的正极反应腔和负极反应腔，电极引出结构，进出料结构，电解液输送结构，以及设于正经反应腔和负极反应腔之间的电解液导流结构；其中，正极反应腔和负极反应腔之间填充有含有导电剂的沉积型浆料，电解液输送结构通过连通管道与电解液导流结构连通，电解液在电解液输送结构的作用下电解液导流结构中循环流动；正极反应腔和负极反应腔内的物质均没有迁移，通过导电剂形成导电网络使电子顺利传导；对电解液进行导流，加快电极间离子的传质，提高电池的散热效率；采用沉积型反应物，使电池具有较高的能量密度；并形成良好的导电网络，提高电池的倍率性能。

技术领域

本发明涉及浆料储能电池技术领域，具体地，涉及一种适用于浆料储能电池的沉积型液流电池。

背景技术

液流电池也称氧化还原液流电池，是一种大规模高效电化学储能装置，通过反应活性物质的价态变化，实现电能和化学能的相互转化。目前液流电池有电堆单元、电解制溶液及其储液罐、控制管理单元等部分组成。其中，活性物质溶解于电解液中，具有不同氧化还原电对的正极电解液和负极电解液分别储存在不同的储液罐中，利用外接泵把电解液从储液罐压入电池堆，在电池内部，正负极电解液被离子交换膜隔开，在膜两侧分别发生氧化反应和还原反应，实现充放电。

如现有技术中公开了一种高能量密度氧化还原液流装置，该专利所述可流动电极组合物在工作过程中不流动，在装置组装过程中可流动。且若采用稠密液体时，所述稠密液体组合物在工作温度下为固体，且所述系统提供静态不流动电极。该发明在一定程度上提高液流电池能量密度，但反应过程中仍然较难避免电极的极化问题。另现有技术还公开了一种半固态液流电池，该半固态液流电池使用活性物质颗粒和电解液混合形成电极悬浮液，再通过外界泵对电极悬浮液的运输，完成电池电能的输出；并且反应器使用特殊正负极浆料流道设计，增加反应器制造复杂程度。该发明在一定程度上提高电池的工作电流密度，改善电池倍率性能，但实际上仍与传统液流电池无太大改进，仍保持较低的能量密度且电池仍占据较大的空间。

为此，现提供一种能量密度高、倍率性能好的沉积型液流电池。

发明内容

本发明的目的是提供一种能量密度高、倍率性能好的沉积型液流电池。

为实现上述目的，本发明提供一种沉积型液流电池，其包括反应器，设于所述反应器内的若干具有隔离膜的正极反应腔和负极反应腔，电极引出结构，进出料结构，电解液输送结构，以及设于所述正经反应腔和所述负极反应腔之间的电解液导流结构；其中，所述正极反应腔和所述负极反应腔之间填充有含有导电剂的沉积型浆料，所述电解液输送结构通过连通管道与所述电解液导流结构连通，所述电解液在所述电解液输送结构的作用下所述电解液导流结构中循环流动。

所述正极反应腔包括由两个正极支撑柱、隔膜固定台和反应腔密封盖共同形成的正极框架结构，以及包裹在所述正极框架结构外的隔离膜；所述负极反应腔包括由两个负极支撑柱、隔膜固定台和反应腔密封盖共同形成的负极框架结构，以及包裹在所述负极框架结构外的隔离膜；其中，所述正极腔体内设有与所述电极引出结构相连的正极集流体，所述负极反应腔内设有与所述电机引出结构相连的负极集流体。

所述电解液导流结构包括设于所述正极反应腔与所述负极反应腔之间的若干导流腔、以及设于所述导流腔内的若干导流板。

每个所述导流腔内的所述导流板设为三个，第一导流板和第三导流板由所述反应器的底板固定，第二导流板由所述反应器上端的反应腔密封盖固定；其中，所述导流板设为直板或“s”型板或“z”型板或者其他不规则形状型板。

所述导流板设为采用聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氯乙烯的一种或多种物质混合制成的板。