[发明专利]一种锌铁液流电池用负极电解液

说明书

本发明应用在锌铁液流电池领域，具体涉及一种锌铁液流电池用负极电解液。锌铁液流电池的负极电解液中电解质包括锌盐、添加剂和支持电解质，其中：锌盐为氯化锌、溴化锌、硫酸锌和碘化锌中的一种或两种，添加剂为烟酰胺，支持电解质为钾离子或钠离子。本发明通过选用添加剂，利用二价锌离子与添加剂的络合结构及锌沉积层与添加剂的吸附作用，抑制锌枝晶的生长以及副产物的产生，改善锌沉积形貌，使其沉积致密均匀，提高电池的性能和循环寿命。本发明性能突出，同时具有安全环保，价格低廉等优点。

技术领域

本发明应用在锌铁液流电池领域，具体涉及一种锌铁液流电池用负极电解液。

背景技术

能源是国民经济可持续发展和国家安全的重要基础。随着经济的发展，对能源需求日益增加，化石能源的大量消耗所造成的环境压力日益突出。大规模利用可再生能源，实现能源多样化成为世界各国能源安全和可持续发展的重要战略，但是可再生能源大规模并入电网会给电网的安全稳定运行带来严重的冲击，而大规模储能技术是解决可再生能源发电不连续、不稳定的关键瓶颈技术。氧化还原液流电池系统储能系统(Redox flowbattery)简称液流电池，具有功率能量单独设计，存储维护方便简易，安全性强等优势，且液流电池资源丰富、环境友好、能量密度高，生命周期相对更长，目前所建储能电站使用寿命均可达15年左右，因此氧化还原液流电池在大规模固定储能领域快速拓展应用。

目前发展比较成熟的液流电池体系主要包括全钒液流电池、锌溴液流电池和铁铬液流电池。其中全钒体系因全球钒价格上升，成本升高，且其溶解度低导致的低能量密度限制了其进一步的商业化应用；锌溴液流电池，充电过程中的正极产物带来的容量衰减和环境污染等问题；铁铬液流电池存在铬动力学迟缓、析氢严重和交叉污染等问题。

锌铁液流电池因其环境友好，自然丰度高，能量密度高以及固有的安全性的优势成为新兴研究对象，但二价锌离子沉积过程中发生析氢反应产生的的副产物以及枝晶生长等问题，严重影响其性能和循环寿命。因此，研究能够抑制副产物产生以及枝晶生长的电解液添加剂具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种锌铁液流电池用负极电解液，解决锌枝晶生长以及析氢副反应导致的副产物的产生而造成的电池性能低和循环寿命短的问题。

本发明的技术方案是：

一种锌铁液流电池用负极电解液，锌铁液流电池的负极电解液中电解质包括锌盐、添加剂和支持电解质，其中：锌盐为氯化锌、溴化锌、硫酸锌和碘化锌中的一种或两种，添加剂为烟酰胺，支持电解质为钾离子或钠离子。

所述的锌铁液流电池用负极电解液，支持电解质用于提高溶液电导率。

所述的锌铁液流电池用负极电解液，锌盐的浓度为：0.2mol/L～1mol/L，烟酰胺浓度为：0.02mol/L～0.1mol/L。

所述的锌铁液流电池用负极电解液，烟酰胺与锌盐摩尔比例为1：10。

所述的锌铁液流电池用负极电解液，支持电解质中钾离子主要由硫酸钾、氯化钾、硝酸钾中的一种或两种以上提供。

所述的锌铁液流电池用负极电解液，支持电解质中钾离子浓度1mol/L～3mol/L。

所述的锌铁液流电池用负极电解液，支持电解质中钠离子主要由硫酸钠、氯化钠、硝酸钠中的一种或两种以上提供。

所述的锌铁液流电池用负极电解液，支持电解质中钠离子浓度1mol/L～3mol/L。

所述的锌铁液流电池用负极电解液，负极电解液中，溶剂为去离子水。

本发明的设计思想是：