CN101783429B

CN101783429B - 一种锌氧单液流电池

Info

Publication number: CN101783429B
Application number: CN2009100769836A
Authority: CN
Inventors: 潘军青; 籍利忠; 程杰; 孙艳芝; 文越华; 万平玉; 杨裕生
Original assignee: Beijing University of Chemical Technology
Current assignee: Beijing University of Chemical Technology
Priority date: 2009-01-16
Filing date: 2009-01-16
Publication date: 2011-11-09
Anticipated expiration: 2029-01-16
Also published as: CN101783429A

Abstract

本发明涉及一种锌氧单液流电池，它以分别具有催化氧还原和催化氧析出的两个催化层结构的半屏蔽型双功能层复合氧电极为正极，其中催化氧还原的一层面向空气，催化氧析出的一层面向电解液。以沉积锌的惰性电极为负极，含有锌酸盐的碱性溶液为电解液，该电池在泵的循环下进行充放电工作，可以实现大规模的电能储存和发电。

Description

一种锌氧单液流电池

技术领域：

本发明涉及一种锌氧单液流电池，属于能源化工领域，可广泛应用于电子工业、交通运输、电力、矿冶等领域。

背景技术：

电能是国民经济发展的重要保障。随着核电和风能、太阳能、潮汐能等可再生能源的规模开发、利用，为实现稳定供电，开发高效的规模储能技术意义重大。当前可以实用化的规模储能技术中首推扬水蓄能，它规模大、寿命长，但地理条件要求苛刻，且建造费用高。化学蓄电池中目前正在发展的液流电池(Flow cell，Flow battery)以其占地面积小，储能密度高及其能量转换效率高等优点成为今后最适宜规模化发展储能方式。

液流蓄电池又称液流氧化还原电池，可简称液流蓄电站或液流电池。该电池最早追溯到1974年由Thaller L.H.教授在美国航空航天局(NASA)资助研究下提出概念并申请了专利。液流蓄电池的核心是进行氧化-还原反应、实现充、放电过程的活性物质存在于电解液中，单电池或半电池电极只是作为发生反应的场所，而不是活性物质储存的地点。由于活性物质储存在电解液中，液流电池具有功率与容量分离、寿命长等优点。液流电池发展至今已有30多年历史，各国研究者通过变换两个氧化/还原电对，获得了多种可用的液流电池体系，液相储能电化学体系有早期的Cr/Fe和Ti/Fe体系，近些年又有全钒、钒/铈、全铬、全铀等新体系及第二代全钒(溴化钒)体系的报道。这些新兴的体系仍然需要使用离子交换膜分隔正/负极电解液。到目前为止，较为成熟的只有多硫化钠/溴和全钒(硫酸钒)体系，尤其是全钒体系在日本、加拿大、澳大利亚已开始了初步的商品化进程。钒作为一种资源稀缺的金属，近几年来随着耐高温钒合金钢的需求的大增，导致钒价节节攀升20余万/吨以上，加上高价钒离子具有一定的毒性，给其推广应用带来了局限性。对于当前的全钒等液流电池来说，昂贵的全氟阳离子交换膜的使用，不仅降低了电池的能量效率，也提高了电池的制造成本。

为了克服上述两个情况，沉积型液流电池应运而生。沉积型液流储能新体系，是指在充(放)电过程中至少有一个电对的充(放)电产物沉积在(或原本在)电极上。例如，较早的锌-溴电池，充电时锌沉积在负极表面上，而正极上产生的溴分子留在液相中。2004年以来英国南安普敦大学Pletcher教授领导下的课题组基于传统铅酸二次电池的概念，提出一种新的液流电池体系。该体系采用酸性甲基磺酸铅(II)溶液，充电时溶液中的二价铅在负极上沉积成金属铅，正极上沉积成二氧化铅，放电时正负极反应同时形成可溶的二价铅。

本发明人所在的研究组也公开了碱性锌镍单流体电池(申请号200610109424.7)。其中碱性锌镍单液流电池利用锌在碱性KOH溶液中的电沉积过程，实现电能的蓄电过程。由于沉积型液流电池的正负极使用同一种液体，不仅避免了液相储能液流电池的交叉污染，而且节省了昂贵的离子交换膜的使用，提高了电池的充电效率，具有较大的实用性。但是碱性锌镍单流体电池的正极镍电极的价格仍较昂贵，对于规模化储能有一定的价格压力。为了克服镍资源较少所带来的成本问题，我们于2008年又研究了基于PbO₂为正极的酸性单液流电池(一种酸性单液流电池，发明专利：CN200810104996.5)，但是由于正极(氧化镍正极或二氧化铅正极)容量的限制，该电池体系在大规模尤其是未来的超大规模储能上将受到容量方面的限制。为了突破这种容量限制，需要研究基于一种新的无容量限制的单液流电池。

我们认为当前的沉积型液流电池储能的本质是通过将活性物质在充放电过程形成新的固相或者容易分离的新液相，从而与反应前的电解液相分离，实现了单液循环和避免阳离子交换膜的使用。例如锌溴电池的正极是获得了一种不相溶的液溴相，负极是沉积型锌固相。碱性单液流的正极实际是Ni(OH)₂-NiOOH固相和负极锌固相。现有的研究都是在寻找一种的沉积型固相或者液相，来获得新的电池体系。

碱性锌空气燃料电池简称为锌空电池，锌空电池作为一种清洁能源，不仅具有高比能量、低成本、无污染等优势，而且可制成多种型号与规格的实用型电池，在很多场合可以逐步取代普通的中性和碱性锌锰电池，引起广泛关注。近年来锌空气电池发展迅速，其中大功率动力电池的发展更为显著。一般地，根据产品形式，锌空电池可以分为锌空气一次电池和锌空气二次电池，可以满足多样化的需要。其中锌空一次电池主要用于便携式电子产品中，如电子手表、计算器、电子词典和是助听器等便携式电子信息产品。

由于锌空一次电池不能充电再生，它的应用领域相对小于锌空二次电池。从理论上说，锌空电池只消耗锌电极和空气中的氧。由于空气中的氧取之不尽，因而理论上空气电极部分没有寿命限制，锌空电池的容量决定于锌负极的容量。研究者根据锌空电池这种特有的放电特点，建立了适应于锌空二次电池所特有的充电理念——机械式“充电”。所谓机械式“充电”是指在电池完全放电后，将电池中用过的锌电极取出，换入新的锌电极，换下的锌电极通过专门的锌回收利用厂进行回收再加工还原成锌。但这个需要专业人员进行电极更换和电解液成分检查和更新，给实际带来不便。

除此之外，锌空气二次电池还有直接可再充式锌空气电池和锌空气燃料电池。直接再充式锌空气电池是直接对锌空气电池的锌电极充电，在此过程中存在主要问题是：1、锌在碱性溶液中的电化学活性很大，同时热力学性质不稳定，充电产物锌酸盐在强碱溶液中溶解度较高，因此电极容易出现变形、枝晶生长、自腐蚀及钝化等现象，导致电极逐渐失效。2、空气电极可逆性差，容易在充电过程中失去催化活性，另外它在大气环境中电解液容易碳酸化和空气湿度的影响。因此，可再充式锌空气二次电池的应用受到了一定的限制。锌空气燃料电池的概念是依据现有的燃料电池提出的，基本原理与机械式“充电”相似，都是更换锌膏——锌极活性物质。电池需要携带盛放锌膏的燃料罐，盛放足够的燃料便可实现电池连续工作。用完后再按时更换燃料罐，取走反应生成物即可。锌空气燃料电池的难点在于锌膏配制搅拌方面和整体结构的设计。由于锌膏的黏度大，不能像气体和液体那样采用泵来输送，只能采用挤压或其他方式。锌膏经放电反应后生成物的成分复杂，很难将其排出电池体外。正因为这些难题没有解决，锌空气燃料电池至今一直没有进入实用化阶段。

发明内容：

本发明的目的是综合现有锌镍单液流电池和锌空燃料电池的优点，提供一种锌氧单液流电池，以改性复合氧电极作为正极，负极活性物质锌以锌盐溶液的形式溶解在电解液中，储存在用泵循环的储罐中，以克服锌电极大电流放电时的钝化和消除锌电极的形变及枝晶问题，并提高电池的循环寿命。

一种锌氧单液流电池，由电堆、电解液储罐、液泵及管道组成，电堆包括正极、负极和封装外壳，正极为半屏蔽型双功能层氧电极，负极为负极集流体上的沉积锌电极，电解液为含可溶性锌盐的碱性溶液，在充放电过程中，电解液在液泵推动下通过管道在电解液储罐和电堆之间不断流动。

所述的负极集流体可以为碳丝、碳布或碳管电极、泡沫金属电极、合金箔电极或复合金属电极板。为了改善负极的电化学性能，常常在电极表面镀上5-10微米厚度的铜、银、铟、铅、镉、镍、锡、铋中的一种金属或者它们之间形成的合金。

所述半屏蔽型双功能层氧电极为具有催化氧还原和催化氧析出的两层电极材料压制在正极导电集流体两侧的复合氧电极，其中催化氧还原的一层面向空气，催化氧析出的一层面向电解液。

正极导电集流体为耐腐蚀的导电材料，如镍网、镍合金网、钛合金网、碳纤维纸或多孔碳板。

所述具有催化氧还原的电极层由透气层和氧还原催化层构成，其中透气层为憎水材料(如：聚四氟乙烯或者聚偏氟氯乙烯等)制成的薄膜或者按照质量比为35-95∶5-60的碳粉和憎水剂组成的混合物制成的薄膜，憎水剂为聚四氟乙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、偏二氯二氟乙烯或者石蜡中的一种或它们按任意比例混合而成的混合物，碳粉为石墨粉、乙炔黑、膨胀石墨粉或者活性炭中的一种或它们按任意比例混合而成的混合物；氧还原催化层由质量比为0.5-50∶0.5-70∶0.5-40的氧还原催化剂、导电剂和憎水剂组成的混合物，氧还原催化剂为掺杂铋酸钠的二氧化锰、银或银化合物或者NiCo₂O₄中的一种或者它们的混合物；

具有催化氧析出的电极层由质量比为0.5-70∶0.5-50∶0.5-40的导电剂、氧析出催化剂和粘合剂组成的混合物构成，氧析出催化剂为：氢氧化镍、氢氧化钴、氢氧化铝、银或银化合物、镍钴合金中的一种或它们的混合物；

上述两层中的导电剂均为碳粉、镍粉、钴粉或者任意比例的镍钴合金粉中的一种或它们的混合物，粘合剂为聚四氟乙烯或者聚偏氟乙烯乳液。

上述氧析出及氧还原电极层的制作过程可以是将相应的催化剂、导电剂和粘合剂按照相应的质量比混合均匀后，用丙醇(或者丙酮)和水调成浆料，用湿式刮浆方法均匀刮涂到相应的集流体的一侧，形成氧析出或氧还原催化层。经干燥、轧制、裁切，即可作为正极用于锌氧单液流电池中。

上述氧析出(还原)电极层的制作过程也可以是将相应的催化剂、导电剂、和粘合剂按上述质量比混合均匀后，用体积浓度为95％乙醇和水调成浆料，然后在80℃真空干燥后，用对辊式压片机反复碾压成5-2000μm的析氧催化膜(或者氧还原催化膜)。然后析氧催化膜，集流体和氧还原催化膜按照三明治结构叠在一起，最后在油压机以2-35MPa的压力将电极膜压制在正极，经适当尺寸的裁切和电极极耳的焊接，即可作为正极用于锌氧单液流电池中。

所述的含可溶性锌盐的碱性电解液中可溶性锌盐来源于下列物质中的一种或它们的混合物：ZnO、Zn(OH)₂、K₂Zn(OH)₄、Na₂Zn(OH)₄或者它们的混合物，锌盐的摩尔浓度范围为0.1-2.0M。

所述的含可溶性锌盐的碱性电解液中碱来源于下列物质中的一种或它们的混合物：Ba(OH)₂、NaOH、KOH、LiOH，碱的摩尔浓度范围为0.3-14.5M。

为了改进电解液的综合电化学电解液，尤其是改善析出氧析出过程和锌的阴极析出过程，该电解液中还可以含有可溶性碳酸盐、可溶性硅酸盐、氟硅酸盐、铋酸盐、亚铋酸盐、铍酸盐、铝酸盐、六氟铝酸盐、亚铅酸盐、铟盐、钼酸盐、钨酸盐、亚锡酸盐、硼酸盐、氟硼酸盐、季铵盐或它们的混合物，一般添加的浓度控制在0.5-930mmol/L。

在电池的放电过程中，发生如下反应：

负极：Zn-2e+4OH^-＝Zn(OH)₄ ^2- E＝-1.216V

正极：1/2O₂+2e+H₂O＝2OH^- E＝0.401V

电池的电动势为1.617V，实际放电电压1.2-1.4V。在电池的放电过程中，随着负极锌的逐渐消耗完毕而终止。在电池的充电过程中，发生如下反应：

阴极：Zn(OH)₄ ^2-+2e＝Zn+4OH^-

阳极：2OH^--2e＝1/2O₂+H₂O

电解液中的Zn(OH)₄ ^2-在阴极集流体上析出金属锌。阳极的氧析出过程在催化剂的作用下，例如活性氢氧化镍及其充电形成的羟基氧化镍(NiOOH)的电催化作用下，降低了氧析出过程的活化能和过电位，使得实际电池的充电电压为1.75-1.95V。

本发明的锌氧液流电池在充放电过程中，电解液由液泵不断通入电池电堆当中，由于电解液的流动增大了电极界面溶液中的物质传递的速度，消除了浓差极化，充电时降低产生锌枝晶的可能。放电结束时，负极的金属锌溶解完毕，负极的集流体恢复到“新鲜”的原始状态，从而能够有效地重新充电，加上负极基体材料在碱性电解液中稳定，因而负极在理论上没有寿命限制。正极的氧还原和析出过程分别由具有两个不同功能的催化层来实现。从理论上，氧阴极过程的寿命很长，只决定于氧还原催化剂的寿命，通常在2000-7000小时以上。氧析出层也采用了高寿命的氧析出催化剂，例如氢氧化镍，它的寿命一般高达2000-30000小时。本电池的电解液由于在充放电过程中在泵的带动下始终处于稳定的流动状态，有效避免了电解液静置因浓度差异引起的电解液分层现象，从而消除了由此带来的电极形变的问题。而电解液可以是锌盐的不饱和溶液，因此在充电时不会在正极产生氧化锌析出，消除了正极的毒化问题。由于仅有一个电极的活性物质处于电解液中，而且锌盐在正极不发生氧化还原反应，因而锌氧液流电池不使用离子交换膜，甚至可以不使用隔膜，正负电极直接由电解液分隔。

本发明的锌氧液流电池具有制造工艺简单、成本低、循环寿命高等优点，具有较高的能量密度和功率密度，能量利用效率高，可广泛应用于电力、交通、电子等行业。

附图说明：

图1为锌氧单液流电池示意图

图中标号1为集流体层，2为析氧催化层，3为空气入口，4为氧还原催化层，5为电解液，6为空气出口，7为复合氧正极，8为负极，9为负极集流体，10为电沉积锌，11为锌氧单液流电池电堆，12为管线，13为液泵，14为电解液储罐，15为氧气出口，16为气液分离器。

该电池主要由电堆11、管道12、液泵13、电解液储罐14及气液分离器16组成。其中电堆11包括复合正极7、负极8和封装外壳，复合正极7为复合氧电极，主要分为三部分：集流体1、析氧催化层2和氧还原催化层4。负极8为负极集流体9上的沉积锌电极10。循环电解液5为含可溶性锌盐的碱性溶液，主要储存在电解液储罐14中。在充放电过程中，电解液5在液泵13推动下通过管道12在电堆11和电解液储罐14之间不断流动。

图2是实施例1典型的充放电曲线。从图2中可以看出，本发明在20mA/cm2下的充电电压一般为1.77-1.82V，放电电压为1.33-1.19V，容量效率为97-8％之间，整个充放电的能量效率为72-73％。

具体实施方式：

实施例1

正极制备

将氢氧化镍和氢氧化钴按照95∶5质量比进行充分混合后作为氧析出催化剂，羰基镍粉为导电剂、60％(wt)的聚四氟乙烯(PTFE)乳液为粘接剂，以质量比85∶10∶5的比例混合，用体积比为1∶1的丙醇和水调成浆料，用湿式刮浆方法均匀刮涂到规格为2.5mm厚的市售泡沫镍(湖南开元科技公司)的一侧，形成氧析出催化层。以电沉积有3％(wt)Ag黑色粉末的NiCo₂O₄粉末为氧还原催化剂，羰基镍粉为导电剂、60％(wt)PTFE乳液为粘合剂，按照质量比以70∶15∶15的比例混合，用体积比为1∶1的丙酮和水调成浆料，用湿式刮浆方法均匀刮涂到泡沫镍的另一侧，形成氧还原催化层。经干燥、轧制、裁切，即可作为正极用于锌氧单液流电池中。

负极制备

将钢带轧制到50μm左右，用穿孔机在钢带上制出直径Φ＝0.45-0.50mm的孔，得到穿孔钢带，孔率要求控制在35-40％。穿孔钢带裁切成50×90mm的片状电极，再在其表面电镀上5-10μm的铜镍合金(合金质量比3∶1)后，即可作为负极集流体用于锌氧液流电池中。

电解液配制

称量450g KOH、10g Ba(OH)₂、30g NaOH和20g LiOH溶解在600ml水中，在溶液冷却前加入80g ZnO和5g ZnSO₄，充分溶解后，再加入5g亚锡酸钠、1g亚铅酸钠和1.3g硼酸钠。以上两个混合溶液均匀，定容积为1L，放置于电解液储罐中。

锌氧液流电池组装

将正负电极按正负相对的方式排列在与其尺寸相对应的容器中，电极之间预留0.55-0.60cm的间隙，间隙处设置电解液流通通道后密封成电池电堆，连接电解液管道、泵和电解液储罐。电解液流动时，即可以进行充电(负极沉积锌)和放电(负极的锌重新溶解到电解液中)。这样制备的锌氧液流电池，比能量和比功率分别为72.4％和22W/dm²，均可达到全钒液流电池的水平。

实施例2

正极制备

以镍、铝、钴的三元复合氢氧化物Ni_0.82Al_0.15Co_0.03(OH)₂(原子比)为析氧催化剂，膨胀石墨为导电剂、60％(wt)聚四氟乙烯(PTFE)乳液为粘合剂、按质量比60∶25∶10的比例混合，用15ml体积浓度为95％的乙醇和2ml的水调成浆料，然后在80℃真空干燥后，用对辊式压片机反复碾压成100μm的析氧催化膜。以含有5％(wt)NaBiO₃的电解二氧化锰粉末为氧还原催化剂，膨胀石墨和乙炔黑为导电剂、60％(wt)PTFE乳液为粘合剂，上述四种物质按质量比60∶20∶5∶15的比例混合，用体积比为1∶1的丙酮和水调成浆料，然后用超声波分散30min，再将混合物在80℃真空干燥后，用对辊式压片机反复碾压成100μm的氧还原催化膜。然后析氧催化膜，泡沫镍和氧还原催化膜按照三明治结构叠在一起，最后在油压机以15MPa的压力将电极膜压制成正极，经适当的尺寸上的裁切和电极极耳的焊接，即可作为正极用于锌氧单液流电池中。

负极制备

将铜带轧制到30μm左右，用穿孔机在铜带上制出直径Φ＝0.3-0.5mm的细孔，得到穿孔铜带，一般孔率要求在10-50％。穿孔铜带根据电池尺寸大小裁切成60×80mm，再在其表面镀上2-10微米的铟后即可作为负极集流体直接用于锌氧液流电池中。

电解液配制

称量400g KOH、10g Ba(OH)₂和25g LiOH溶解在650ml水中，在溶液冷却前加入75g ZnO和15g Zn(NO₃)₂·7H₂O充分溶解后，再加入0.2g亚铋酸钠和5gNa₂SnO₂剧烈搅拌使之充分溶解均匀，定容积为1.1L，放置于电解液储罐中。

锌氧液流电池组装

将正负电极按正负相对的方式排列在合适的容器中，电极之间预留一定的间隙，间隙处设置电解液流通通道后密封成电池电堆，连接电解液管道、泵和电解液储罐。电解液流动时，可以进行充电(负极沉积锌)和放电(负极的锌重新溶解到电解液中)。这样制备的锌氧液流电池，比能量和比功率分别为71.5％和21.5W/dm²，达到全钒液流电池的水平。

实施例3

正极制备

先将Ag₂O、Co(OH)₂、Ni(OH)₂按照质量百分比为10∶5∶85的比例充分混合后作为氧析出催化剂，碳粉为导电剂、60％(wt)的聚偏氟乙烯乳液为粘合剂。上述三种物质以质量比80∶15∶5的比例混合，用25ml体积比为1∶1的丙酮和水的混合溶剂调成浆料，用湿式刮浆方法均匀刮涂到厚度为1.1mm，孔径为0.6mm的电解镍网的一侧，形成氧析出催化层。将电解MnO₂、Ag₂O和NaBiO₃粉末按照质量比5∶4∶1混合均匀后的黑色粉末为氧还原催化剂，石墨粉为导电剂、60％(wt)PTFE乳液为粘合剂，以质量比65∶20∶15的比例混合，用20ml体积比为1∶1的丙酮和水的混合溶剂调成粘稠的浆料，用湿式刮浆方法均匀刮涂到上述镍网的另一侧，形成氧还原催化层。经干燥、轧制、裁切，即可作为正极用于锌氧单液流电池中。

负极制备

将304型号的不锈钢带轧制到50μm左右，用穿孔机在钢带上制出直径Φ＝0.40-0.45mm孔，得到穿孔不锈钢带，孔率要求在30-35％。穿孔不锈钢带裁切成40×100mm的片状电极，在其表面依次镀上8-10μm的铜和锡，即可作为负极集流体用于锌氧液流电池中。

电解液配制

称量450g KOH、10g Ba(OH)₂、30g NaOH和20g LiOH溶解在600ml水中，在溶液冷却前加入80g ZnO和5g ZnCO₃，充分溶解后，再加入5g亚锡酸钠、1g亚铋酸钠、5g铝酸钠和2g氟硅酸钾。以上两个混合溶液均匀，定容积为1L，即作为电解液储存于储罐中。

锌氧液流电池组装

将正负电极按正负相对的方式排列在合适的容器中，电极之间预留0.60-0.75cm的间隙，间隙处设置电解液流通通道后密封成电池电堆，连接电解液管道、泵和电解液储罐。电解液流动时，可以进行充电(负极沉积锌)和放电(负极的锌重新溶解到电解液中)。这样制备的锌氧液流电池，比能量和比功率分别为72.6％和23.5W/dm²。

Claims

1.一种锌氧单液流电池，由电堆、电解液储罐、液泵及管道组成，电堆包括正极、负极和封装外壳，其特征是：正极为半屏蔽型双功能层氧电极，负极为负极集流体上的沉积锌电极，电解液为含可溶性锌盐的碱性溶液，在充放电过程中，电解液在液泵推动下通过管道在电解液储罐和电堆之间不断流动；

所述半屏蔽型双功能层氧电极为具有催化氧还原和催化氧析出的两层电极材料分别压制在正极导电集流体两侧的复合氧电极，其中催化氧还原的一层面向空气，催化氧析出的一层面向电解液；

所述正极导电集流体为耐腐蚀的导电材料；

所述具有催化氧还原的电极层由透气层和氧还原催化层构成，其中透气层为聚四氟乙烯或者聚偏氟氯乙烯憎水材料制成的薄膜或者按照质量比为35-95∶5-60的碳粉与憎水剂组成的混合物，憎水剂为聚四氟乙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、偏二氯二氟乙烯或者石蜡中的一种或它们按任意比例混合而成的混合物，碳粉为石墨粉、乙炔黑或者活性炭中的一种或它们按任意比例混合而成的混合物；氧还原催化层由质量比为0.5-50∶0.5-70∶0.5-40的氧还原催化剂、导电剂和憎水剂组成的混合物，氧还原催化剂为掺杂铋酸钠的二氧化锰、银或银化合物或者NiCo₂O₄中的一种或者它们的混合物；

2.根据权利要求书1所述的锌氧单液流电池，其特征是：负极集流体为碳丝、碳布或碳管电极、泡沫金属电极、合金箔电极或复合金属电极板。

3.根据权利要求书2所述的锌氧单液流电池，其特征是：负极集流体电极表面上镀有5-10微米厚度的铜、银、铟、铅、镉、镍、锡、铋中的一种金属或者它们之间形成的合金。

4.根据权利要求1所述的锌氧单液流电池，其特征是：所述的含可溶性锌盐的碱性电解液中可溶性锌盐来源于下列物质中的一种或它们的混合物：ZnO、Zn(OH)₂、K₂Zn(OH)₄、Na₂Zn(OH)₄，可溶性锌盐的摩尔浓度为0.1-2.0M。

5.根据权利要求1所述的锌氧单液流电池，其特征是：所述的含可溶性锌盐的碱性电解液中碱来源于下列物质中的一种或它们的混合物：Ba(OH)₂、NaOH、KOH、LiOH，碱的摩尔浓度为0.3-14.5M。

6.根据权利要求1所述的锌氧单液流电池，其特征是：所述的含可溶性锌盐的碱性电解液中含有0.5-930mmol/L可溶性碳酸盐、可溶性硅酸盐、氟硅酸盐、铋酸盐、亚铋酸盐、铍酸盐、铝酸盐、六氟铝酸盐、亚铅酸盐、铟盐、钼酸盐、钨酸盐、亚锡酸盐、硼酸盐、氟硼酸盐或季铵盐或它们的混合物。

7.根据权利要求1所述的锌氧单液流电池，其特征是：所述正极导电集流体为：镍网、镍合金网、钛合金网或多孔碳板。