[发明专利]具有成本效益的高能量密度氧化还原液流电池

权利要求书

1.一种氧化还原液流电池系统，包括：

具有正极电解液和负极电解液的电池单元，所述正极电解液与正极接触，所述负极电解液与负极接触；

添加到所述负极电解液中的镀覆添加剂，所述镀覆添加剂与所述负极电解液的阳离子相互作用，并形成以自组装单层镀覆到所述负极上的配合物。

2.根据权利要求1所述的氧化还原液流电池系统，其中，在所述系统充电期间，将金属镀覆到所述负极上，并且其中，在存在所述镀覆添加剂的情况下，所述金属在所述负极上的镀覆厚度大于当所述氧化还原液流电池中不存在所述添加剂时所述金属在所述负极上的镀覆厚度。

3.根据权利要求2所述的氧化还原液流电池系统，其中，在存在所述镀覆添加剂的情况下，所述金属在所述负极上的镀覆速率大于当所述氧化还原液流电池中不存在所述添加剂时所述金属在所述负极上的镀覆速率，并且其中，甚至当所述氧化还原液流电池的温度低于阈值温度时所述镀覆速率也保持大于当不存在所述添加剂时的镀覆速率。

4.根据权利要求3所述的氧化还原液流电池系统，其中，在存在所述镀覆添加剂的情况下，通过将所述金属镀覆到所述负极上所形成的涂层的均匀度相对于当所述氧化还原液流电池中不存在所述添加剂时增加。

5.根据权利要求4所述的氧化还原液流电池系统，其中，在存在所述镀覆添加剂的情况下，所述涂层中存在的裂缝相对于当所述氧化还原液流电池中不存在所述添加剂时减少。

6.根据权利要求2所述的氧化还原液流电池系统，其中，所述镀覆添加剂具有在第一端的与所述金属结合的官能端基，以及在第二端的远离所述金属延伸的尾随的化学惰性尾。

7.根据权利要求6所述的氧化还原液流电池系统，其中，被所述镀覆添加剂化学结合的所述金属以所述金属的均匀间隔的单层的堆叠镀覆到所述负极上，所述金属的均匀间隔的单层是由所述镀覆添加剂的所述尾随的化学惰性尾形成的层分开的。

8.根据权利要求7所述的氧化还原液流电池系统，其中，所述镀覆添加剂包括具有富电子官能端基和长链碳尾的脂肪酸。

9.根据权利要求8所述的氧化还原液流电池系统，其中，所述镀覆金属被配置为以数毫米至超过1厘米之间的厚度涂覆所述负极。

10.一种用于氧化还原液流电池系统的方法，包括：

在所述氧化还原液流电池系统的充电循环期间，

将电解液溶液中的金属镀覆到负极上，以形成均匀且无裂缝的金属层，其中，所述电解液溶液包含添加剂；和

在所述氧化还原液流电池系统的放电循环期间，

将所述金属从所述负极退镀到所述电解液溶液中。

11.根据权利要求10所述的方法，还包括在所述氧化还原液流电池系统的所述充电循环期间使离子沿第一方向传输穿过隔离膜，以及在所述氧化还原液流电池系统的所述放电循环期间使离子沿第二相反的方向传输穿过所述膜，其中，所述隔离膜将所述氧化还原液流电池系统的负极隔室与正极隔室隔开。

12.根据权利要求11所述的方法，其中，使离子传输穿过所述隔离膜包括使阴离子传输穿过阴离子交换隔离膜。

13.根据权利要求11所述的方法，其中，使离子传输穿过所述隔离膜包括使阳离子传输穿过阳离子交换隔离膜。

14.根据权利要求11所述的方法，其中，使离子传输穿过所述隔离膜包括使离子传输穿过微孔基底。

15.根据权利要求10所述的方法，其中，将所述金属镀覆到所述负极上包括在所述负极的表面上形成所述金属的自组装单层。