CN104518233A - 一种含氯全钒液流电池负极电解液 - Google Patents

一种含氯全钒液流电池负极电解液 Download PDF

Info

Publication number
CN104518233A
CN104518233A CN201310452134.2A CN201310452134A CN104518233A CN 104518233 A CN104518233 A CN 104518233A CN 201310452134 A CN201310452134 A CN 201310452134A CN 104518233 A CN104518233 A CN 104518233A
Authority
CN
China
Prior art keywords
electrolyte liquid
battery
flow battery
chlorine
concentration
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201310452134.2A
Other languages
English (en)
Inventor
史丁秦
张华民
李先锋
赖勤志
孙佳伟
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dalian Institute of Chemical Physics of CAS
Original Assignee
Dalian Institute of Chemical Physics of CAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dalian Institute of Chemical Physics of CAS filed Critical Dalian Institute of Chemical Physics of CAS
Priority to CN201310452134.2A priority Critical patent/CN104518233A/zh
Publication of CN104518233A publication Critical patent/CN104518233A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/18—Regenerative fuel cells, e.g. redox flow batteries or secondary fuel cells
    • H01M8/184—Regeneration by electrochemical means
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2300/00—Electrolytes
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells

Landscapes

  • Fuel Cell (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)

Abstract

本发明涉及一种含氯全钒液流电池负极电解液，于全钒液流电池负极电解液中添加有含氯添加剂，使全钒液流电池负极电解液中氯离子的浓度为0.5mol/L～6mol/L；本发明使用了含氯化合物作为添加剂，在电池充电时，降低了负极平衡电位变化速度，使正负极平衡电位升高速度同步变化，提高了电池的容量和电解液的利用率；另一方面降低电池极化，提高电池的电压效率。本发明制备工艺简单、操作容易、成本低、使用寿命长。

Description

一种含氯全钒液流电池负极电解液
技术领域
本发明属于储能液流电池技术领域，特别涉及一种含氯全钒液流电池负极电解液。
技术背景
全球非可再生能源的不断开采，必将引发了巨大的能源枯竭和环境污染等问题，为了环节和解决能源危机这一重大问题，可再生能源的开发和使用已经迫在眉睫。虽然风能、太阳能等可再生能源的已经进入大规模开发阶段，但是由于风能、太阳能等可再生能源的不稳定性，对电网造成了巨大的冲击，严重影响电网的稳定运行。因此，研究和开发高效率、低成本、高稳定性的大容量的储能系统来将不稳定的风能、太阳能等可再生能源储存，然后稳定的供给电网，稳定电网输出。在众多的储能系统中，氧化还原液流电池系统具有电池与容量独立设计性、无固相反应、价格便宜、高稳定性、高可靠性、维护简单、维护费用低等优点，所以近些年，氧化还原液流电池得到了迅猛的发展。
在氧化还原液流电池中，全钒氧化还原液流电池（Vanadium Redox Flow Battery）得到了更多的关注，由于其以不同价态的钒离子形式存在于硫酸溶液中，通过外接泵将钒离子硫酸溶液压入电池中，并且在每个半电池内形成循环的闭合回路。正、负半电池之间通过离子交换膜隔开，钒离子硫酸溶液平行流过电极，通过双电极板收集和传导电流，进而使储存在钒离子硫酸溶液中的化学能转化为电能。但是研究者发现，在全钒液流电池充电运行过程中，由于正负极平衡电位升高速度的不同，具体表现为负极平衡电位升高速度大于正极平衡电位升高速度，致使正极电解液反应相对不完全，导致正极电解液利用率较低。并且在多循环运行时，由于负极平衡电位升高速度大于正极平衡电位升高速度影响产生的叠加效应，进而使得电解液容量衰减较快。
发明内容
为了解决这个问题，本发明人通过大量实验研究，终于得出一种方法可以直接有效的解决因电池充电时，负极平衡电位升高速度大于正极平衡电位升高速度所引起的电池电解液利用率较低和电池多循环运行时容量衰减较快的问题。
本发明提供一种含氯全钒液流电池负极电解液，其包含含氯添加剂，所述含氯添加剂为正氯酸、偏氯酸、亚氯酸、次氯酸和高氯酸及其氯盐、含氯有机物中的一种或多种；所述含氯添加剂在负极电解液中钒浓度为0.5mol/L～4mol/L，硫酸根浓度为1mol/L～5mol/L，氯离子的浓度为0.1mol/L～6mol/L。
本发明提供一种含氯全钒液流电池负极电解液，所述含氯添加剂在负极电解液中氯离子的浓度为0.5mol/L～6mol/L。优选含氯添加剂在负极电解液中氯离子的浓度为0.5mol/L～5mol/L之间；更优选含氯添加剂在负极电解液中氯离子的浓度为1mol/L～4mol/L之间；再优选含氯添加剂在负极电解液中氯离子的浓度为1.5mol/L～3.5mol/L之间；最优选含氯添加剂在负极电解液中氯离子的浓度为2mol/L～3mol/L之间。
本发明的有益效果为：
本发明使用含氯负极电解液，在电池充电过程中，降低了负极平衡电位升高速度，达到了正负极平衡电位同步升高的目的，提高了电解液的利用率，并且在电池多循环运行时降低电池的容量衰减，一定程度降低电池维护成本；另一方面降低电池极化，提高电池的电压效率。本发明制备工艺简单、操作容易、成本低、使用寿命长。
附图说明
图1是实施例1、2、3、4、5与对比例的电解液利用率对比图；
图2是实施例1、2、3、4、5与对比例的电池电压效率对比图；
图3是实施例5与对比例的电池充放电曲线对比图；
图4是实施例5与对比例的电池100个循环容量衰减对比图。
具体实施方式
本发明提供一种含氯全钒液流电池负极电解液，下面的实施例和附图只是对本发明的进一步说明，而不是限制本发明的范围。
下面实施例中所选用的液流电池体系为全钒氧化还原液流电池（Vanadium Redox FlowBattery，简称VRFB），具体说明如下：
1.该电池由1节单电池组成；
2.该电池电极面积为50cm2；
3.钒电解质溶液中钒离子浓度为1.5mol/L，硫酸根浓度为3mol/L；
4.电池恒流充放电的电流密度为80mA/cm2；
5.单节电池充放电截止电池分别为1.55V和1.0V；
6.正、负极电解液储液罐内各装入60mL钒电解质溶液。
实施例1
添加剂选择Nacl，负极电解液中含有0.5mol/L氯离子，对电池进行充放电循环，循环进行100个，停止实验记录相关数据。
实施例2
添加剂选择Nacl，负极电解液中含有1mol/L氯离子，对电池进行充放电循环，循环进行100个，停止实验记录相关数据。
实施例3
添加剂选择Nacl，负极电解液中含有2mol/L氯离子，对电池进行充放电循环，循环进行100个，停止实验记录相关数据。
实施例4
添加剂选择Nacl，负极电解液中含有2.5mol/L氯离子，对电池进行充放电循环，循环进行100个，停止实验记录相关数据。
实施例5
添加剂选择Nacl，负极电解液中含有3mol/L氯离子，对电池进行充放电循环，循环进行100个，停止实验记录相关数据。
对比例
负极电解液中不含有氯离子，对电池进行充放电循环，循环进行100个，停止实验记录相关数据。

Claims (7)

1.一种含氯全钒液流电池负极电解液，其特征在于：于全钒液流电池负极电解液中添加有含氯添加剂，使全钒液流电池负极电解液中氯离子的浓度为0.5mol/L～6mol/L。
2.如权利要求1所述的负极电解液，其特征在于：
所述含氯添加剂为正氯酸、偏氯酸、亚氯酸、次氯酸、高氯酸、正氯酸盐、偏氯酸盐、亚氯酸盐、次氯酸盐、高氯酸盐中的一种或二种以上。
3.如权利要求1所述的负极电解液，其特征在于：
所述负极电解液中钒浓度为0.5mol/L～4mol/L，硫酸根浓度为1mol/L～5mol/L。
4.如权利要求1、2或3所述的负极电解液，其特征在于：
优选含氯添加剂在负极电解液中氯离子的浓度为0.5mol/L～5mol/L之间。
5.如权利要求1、2或3所述的负极电解液，其特征在于：
更优选含氯添加剂在负极电解液中氯离子的浓度为1mol/L～4mol/L之间。
6.如权利要求1、2或3所述的负极电解液，其特征在于：
再优选含氯添加剂在负极电解液中氯离子的浓度为1.5mol/L～3.5mol/L之间。
7.如权利要求1、2或3所述的负极电解液，其特征在于：
最优选含氯添加剂在负极电解液中氯离子的浓度为2mol/L～3mol/L之间。
CN201310452134.2A 2013-09-29 2013-09-29 一种含氯全钒液流电池负极电解液 Pending CN104518233A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310452134.2A CN104518233A (zh) 2013-09-29 2013-09-29 一种含氯全钒液流电池负极电解液

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310452134.2A CN104518233A (zh) 2013-09-29 2013-09-29 一种含氯全钒液流电池负极电解液

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN104518233A true CN104518233A (zh) 2015-04-15

Family

ID=52793198

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310452134.2A Pending CN104518233A (zh) 2013-09-29 2013-09-29 一种含氯全钒液流电池负极电解液

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104518233A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112582659A (zh) * 2020-12-08 2021-03-30 苏州贝铠能源科技有限公司 一种钒液流电池电解液以及制备方法
CN115498232A (zh) * 2022-11-18 2022-12-20 苏州融科储能技术有限公司 一种电解液及全钒液流电池

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101572319A (zh) * 2009-06-18 2009-11-04 湖南维邦新能源有限公司 用于全钒液流电池的电解液及其制备方法、以及包括该电解液的全钒液流电池
CN101619465A (zh) * 2008-07-02 2010-01-06 中国科学院大连化学物理研究所 一种钒电池溶液的制备或容量调节的方法及其专用装置
CN101714680A (zh) * 2008-10-07 2010-05-26 中国人民解放军63971部队 一种兼有电化学制备的可再充金属空气液流电池
CN101840784A (zh) * 2010-04-19 2010-09-22 中国科学院长春应用化学研究所 一种用于超级电容器的电解液和超级电容器
CN101997129A (zh) * 2009-08-27 2011-03-30 中国科学院金属研究所 一种液流电池
CN102110836A (zh) * 2011-01-26 2011-06-29 上海林洋储能科技有限公司 一种高稳定性的钒离子电解液
CN103125041A (zh) * 2010-09-28 2013-05-29 巴特尔纪念研究院 基于含有氯化物的支持溶液的氧化还原液流电池

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101619465A (zh) * 2008-07-02 2010-01-06 中国科学院大连化学物理研究所 一种钒电池溶液的制备或容量调节的方法及其专用装置
CN101714680A (zh) * 2008-10-07 2010-05-26 中国人民解放军63971部队 一种兼有电化学制备的可再充金属空气液流电池
CN101572319A (zh) * 2009-06-18 2009-11-04 湖南维邦新能源有限公司 用于全钒液流电池的电解液及其制备方法、以及包括该电解液的全钒液流电池
CN101997129A (zh) * 2009-08-27 2011-03-30 中国科学院金属研究所 一种液流电池
CN101840784A (zh) * 2010-04-19 2010-09-22 中国科学院长春应用化学研究所 一种用于超级电容器的电解液和超级电容器
CN103125041A (zh) * 2010-09-28 2013-05-29 巴特尔纪念研究院 基于含有氯化物的支持溶液的氧化还原液流电池
CN102110836A (zh) * 2011-01-26 2011-06-29 上海林洋储能科技有限公司 一种高稳定性的钒离子电解液

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112582659A (zh) * 2020-12-08 2021-03-30 苏州贝铠能源科技有限公司 一种钒液流电池电解液以及制备方法
CN115498232A (zh) * 2022-11-18 2022-12-20 苏州融科储能技术有限公司 一种电解液及全钒液流电池

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109599577B (zh) 基于盐穴的水相体系有机液流电池系统
CN101997129B (zh) 一种液流电池
CN102479968B (zh) 一种锌/多卤化物储能电池
CN109378510B (zh) 基于盐穴的水相体系有机液流电池系统
CN105742656B (zh) 一种锌碘液流电池
WO2016078491A1 (zh) 一种长寿命锌溴液流电池
CN104538662B (zh) 一种液流电池系统
CN102354762A (zh) 一种高纯度钒电池电解液的制备方法
CN102881933B (zh) 全钒液流电池电解液
CN109585881B (zh) 基于盐穴的具有混合溶剂的水相体系有机液流电池系统
CN103401045A (zh) 一种具有光电效应的液流电池储能体系
CN105280943B (zh) 一种全锰液流电池
CN201514973U (zh) 一种液流电池
CN105322186B (zh) 一种减小全钒液流电池电化学极化的方法
CN104143651A (zh) 一种氧化还原液流电池系统
CN104300169B (zh) 一种碱性锌钒液流电池
CN102881932B (zh) 一种含锰的钒液流电池电解液
CN104835962A (zh) 一种低成本液流电池负极电解液及其制备方法
CN104518233A (zh) 一种含氯全钒液流电池负极电解液
JP6247778B2 (ja) キノンポリハライドフロー電池
CN108123160A (zh) 一种含添加剂的全钒液流电池电解液及应用
CN104852074A (zh) 一种通过电解合成法制备全钒液流电池正极电解液的方法
JP2016536775A (ja) 化学流動電池の運転方法
CN109768309A (zh) 一种负极电解液在全钒液流电池的应用
CN114665165A (zh) 具有三功能金属隔膜的高电压水系电池

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20150415