CN109786797A - 一种锌镍单液流电池正极活化方法 - Google Patents

一种锌镍单液流电池正极活化方法 Download PDF

Info

Publication number
CN109786797A
CN109786797A CN201711104583.2A CN201711104583A CN109786797A CN 109786797 A CN109786797 A CN 109786797A CN 201711104583 A CN201711104583 A CN 201711104583A CN 109786797 A CN109786797 A CN 109786797A
Authority
CN
China
Prior art keywords
zinc
nickel
single flow
activation
nickel oxide
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.)
Granted
Application number
CN201711104583.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109786797B (zh
Inventor
赖勤志
李先锋
张华民
宋杨
许鹏程
刘新运
郑建伟
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.)
Shaanxi Huayin Technology Co ltd
Dalian Institute of Chemical Physics of CAS
Original Assignee
Shaanxi Huayin Technology Co ltd
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 Shaanxi Huayin Technology Co ltd, Dalian Institute of Chemical Physics of CAS filed Critical Shaanxi Huayin Technology Co ltd
Priority to CN201711104583.2A priority Critical patent/CN109786797B/zh
Publication of CN109786797A publication Critical patent/CN109786797A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109786797B publication Critical patent/CN109786797B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • 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

  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

一种锌镍单液流电池正极活化方法，其特征在于：正极为氢氧化镍电极，负极采用碳毡和/或锌片作为电极；电池正常运行前，使用活化电解液进行充放电循环，根据放电与充电电量的比值计算得到的电池库伦效率达到90％以上，视为活化终止；活化电解液为不含锌离子的碱性溶液；具体活化方式为，采用0.1‑1C,优选为0.1‑0.2C的电流密度进行充放电循环,充电截止条件对于单节电池为电压不高于2V,对于单节电池放电截止条件为电压不低于0.5V。

Description

一种锌镍单液流电池正极活化方法
技术领域
本发明涉及锌镍单液流电池领域，具体涉及一种锌镍单液流电池正极活化方法。
背景技术
锌镍单液流电池是一种新型的低成本、高效率、环境友好型的液流电池储能技术，具有能量密度和电流效率高、装置简单易操纵、使用寿命长、成本低廉等优点，主要应用于电网调峰、风能和太阳能等可再生能源发电、电动汽车等领域。
锌镍单液流电池应用于大规模储能领域需要具有较高的储能容量，这就对高容量的正极提出了要求。但是随着容量的提升，正极的电解液传输愈发困难，导致了电极极易发生析氧副反应，这就需要较长的活化过程，以便于构建顺畅的离子传输通道。但是，由于负极本身在正极活化阶段是进行正常的充放电反应。而由于正极析氧导致了正极电流效率远远低于负极的电流效率。导致在活化完成后，负极会累积较多的锌单质。溶于导致流道的堵塞及正负极的短路，对于系统的稳定性有着严重的危害。
发明内容
本发明目的在于提供一种锌镍单液流电池正极活化方法。一方面保证正极的正常活化过程，一方面不会由于正极活化过程导致负极的锌累积，影响电池的寿命。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种锌镍单液流电池正极活化方法，电池正极为氢氧化镍电极，负极为碳毡和/或锌电极，负极与正极活性物质的容量比为0.5:1-0.1:1。
电池正常充放电运行前，采用活化电解液对电极进行活化处理，活化电解液为不含锌离子的氢氧化钾或氢氧化钠的碱性水溶液，浓度为2-6mol/L，所用体积可以保证电池正常运行即可。具体活化方式为：采用0.1C-1C的电流密度进行充放电循环。
电池活化阶段发生的反应为：第一圈活化循环：充电时正极为氧化镍至羟基氧化镍和析氧副反应，负极为析氢反应；放电时正极为羟基氧化镍至氧化镍的反应；负极为锌片的溶解反应。第二圈以后的活化循环：充电时正极为氧化镍至羟基氧化镍和析氧副反应，负极为锌的沉积和析氢副反应；放电时正极为羟基氧化镍至氧化镍的反应；负极为锌片的溶解反应。
根据放电与充电电量的比值计算得到的库伦效率达到90％以上，视为活化终止。
活化终止后，将活化电解液换为锌镍单液流电池正常工作时使用的含有锌离子的碱性溶液，进行电池的正常运行。
有益效果：
本发明对锌镍单液流电池在正常充放电循环工作前，进行了活化处理，先在活化电解液不含锌离子的碱性溶液中进行充放电循环，充电时正极为氧化镍至羟基氧化镍和析氧副反应，负极为析氢反应；放电时正极为羟基氧化镍至氧化镍的反应；负极为锌片的溶解反应。第二圈以后的活化循环：充电时正极为氧化镍至羟基氧化镍和析氧副反应，负极为锌的沉积和析氢副反应；放电时正极为羟基氧化镍至氧化镍的反应；负极为锌片的溶解反应。从而解决了高正极的面容量时，负极锌累积的问题，大幅度提高电池循环稳定性。
附图说明
图1为活化结束后实施例与对比例的负极照片对比图。
(左侧为实施例，右侧为对比例)
图2为实施例1电池活化结束后，正常充放电的循环性能图。
图3对比例1电池活化结束后，正常充放电的循环性能图。
具体实施方式
以下结合实施例来进一步解释本发明，但实施例并不对本发明做任何形式的限定。
实施例1
正极为800cm2氢氧化镍电极，面容量为40mAh/cm2；采用800cm2锌片和800cm2碳毡复合在一起作为负极；锌片面容量为5mAh/cm2；活化电解液为4mol/L氢氧化钾的水溶液6L；采用0.1C(4mA/cm2)的电流密度进行充放电循环，充电电截止条件为电压2.0V,放电截止条件为电压0.5V。活化循环几圈后，根据放电与充电电量的比值计算得到的库伦效率达到90％，因此活化终止。活化终止后，将活化电解液换为锌镍单液流电池正常工作时使用的含有0.5的mol/L锌离子的4的mol/L氢氧化钾的碱性溶液6L，进行电池的正常运行：采用40mA/cm2的电流密度进行充放电循环，充电电截止条件为电压2.0V,放电截止条件为电压0.5V。
对比例1不进行活化处理
正极为800cm2氢氧化镍电极，面容量为40mAh/cm2；采用800cm2碳毡作为负极；电解液为含有0.5的mol/L锌离子的4的mol/L氢氧化钾的碱性溶液6L，采用10mA/cm2的电流密度进行充放电循环，充电电截止条件为电压2.0V,放电截止条件为电压0.5V。
对实施例和对比例正常运行数次循环后的锌镍单液流电池进行拆堆观察。
从图1中可以看出，对比例的负极存在明显的锌累积。结合图2及图3可以知道，实施例1在循环300次以上，电池的效率仍然保持稳定。而对比例1的效率波动明显，且在170次循环后电池效率出现衰减。

Claims (5)

1.一种锌镍单液流电池正极活化方法，其特征在于：正极为氢氧化镍电极，负极采用碳毡和/或锌片作为电极；电池正常运行前，使用活化电解液进行充放电循环，根据放电与充电电量的比值计算得到的电池库伦效率达到90％以上，视为活化终止；活化电解液为不含锌离子的碱性溶液；具体活化方式为，采用0.1-1C(优选为0.1-0.2C)的电流密度进行充放电循环,充电截止条件对于单节电池为电压不高于2V(优选1.9-2V),对于单节电池放电截止条件为电压不低于0.5V(优选0.5-1V)。
2.按照权利要求1所述一种锌镍单液流电池正极活化方法，其特征在于：锌片与正极的容量比为0.5:1-0.1:1。
3.按照权利要求1所述一种锌镍单液流电池正极活化方法，其特征在于：活化电解液为氢氧化钾或氢氧化钠中一种或二种的水溶液，溶液浓度为2-6mol/L。
4.按照权利要求1所述一种锌镍单液流电池正极活化方法，其特征在于：电池活化阶段发生的反应为：第一圈活化循环：充电时正极为氧化镍至羟基氧化镍和析氧副反应，负极为析氢反应；放电时正极为羟基氧化镍至氧化镍的反应；负极为锌片的溶解反应；第二圈及其以后的活化循环：充电时正极为氧化镍至羟基氧化镍和析氧副反应，负极为锌的沉积和析氢副反应；放电时正极为羟基氧化镍至氧化镍的反应；负极为锌片的溶解反应。
5.按照权利要求1所述一种锌镍单液流电池正极活化方法，其特征在于：活化终止后，将活化电解液换为锌镍单液流电池正常工作时使用的含有0.1-0.4M锌离子的4-6M的氢氧化钾或氢氧化钠碱性溶液，进行电池的正常运行。
CN201711104583.2A 2017-11-10 2017-11-10 一种锌镍单液流电池正极活化方法 Active CN109786797B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711104583.2A CN109786797B (zh) 2017-11-10 2017-11-10 一种锌镍单液流电池正极活化方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711104583.2A CN109786797B (zh) 2017-11-10 2017-11-10 一种锌镍单液流电池正极活化方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109786797A true CN109786797A (zh) 2019-05-21
CN109786797B CN109786797B (zh) 2022-03-29

Family

ID=66485503

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201711104583.2A Active CN109786797B (zh) 2017-11-10 2017-11-10 一种锌镍单液流电池正极活化方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109786797B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114300759A (zh) * 2020-10-07 2022-04-08 朴力美电动车辆活力株式会社 镍氢蓄电池的制造方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102208694A (zh) * 2011-05-16 2011-10-05 卢国骥 一种可更换极板与电解质的平板式锌镍二次电池
CN103579628A (zh) * 2012-07-25 2014-02-12 中国科学院大连化学物理研究所 锌镍单液流电池正极及其制备和锌镍单液流电池
CN103579584A (zh) * 2013-11-12 2014-02-12 张家港智电芳华蓄电研究所有限公司 一种碱性电池用管式镍电极及其制备方法
KR20140052478A (ko) * 2012-10-24 2014-05-07 주식회사 비츠로셀 수명 특성이 우수한 니켈-아연 플로우 전지
CN104347849A (zh) * 2013-08-06 2015-02-11 中国人民解放军63971部队 一种烧结镍电极的制备方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102208694A (zh) * 2011-05-16 2011-10-05 卢国骥 一种可更换极板与电解质的平板式锌镍二次电池
CN103579628A (zh) * 2012-07-25 2014-02-12 中国科学院大连化学物理研究所 锌镍单液流电池正极及其制备和锌镍单液流电池
KR20140052478A (ko) * 2012-10-24 2014-05-07 주식회사 비츠로셀 수명 특성이 우수한 니켈-아연 플로우 전지
CN104347849A (zh) * 2013-08-06 2015-02-11 中国人民解放军63971部队 一种烧结镍电极的制备方法
CN103579584A (zh) * 2013-11-12 2014-02-12 张家港智电芳华蓄电研究所有限公司 一种碱性电池用管式镍电极及其制备方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114300759A (zh) * 2020-10-07 2022-04-08 朴力美电动车辆活力株式会社 镍氢蓄电池的制造方法
CN114300759B (zh) * 2020-10-07 2024-01-23 朴力美电动车辆活力株式会社 镍氢蓄电池的制造方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN109786797B (zh) 2022-03-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102324570B (zh) 一种锂离子电池及其化成方法、制备方法
CN207587857U (zh) 一种锌镍单液流电池
CN103000927A (zh) 有机小分子作为全钒液流电池容量恢复添加剂的应用
CN105680082A (zh) 一种长寿命锌溴液流电池结构及其电解液
CN101567459A (zh) 一种酸性单液流电池
CN108134141B (zh) 一种无隔膜静态锌溴电池
CN104064824A (zh) 一种水系可充放电池
CN109860658B (zh) 一种锌溴单液流电池性能的恢复方法
EP2869383B1 (en) Large-capacity power storage device
CN106532093A (zh) 一种醌金属电对液流电池系统
CN108808053A (zh) 一种锌镍液流储能电池
CN104505538B (zh) 一种铅酸蓄电池抑制负极板析氢的电解液添加剂
CN103904352B (zh) 一种液流电池用锌电解液及其制备方法
US20210126273A1 (en) Redox Flow Battery and Method for Operating a Redox Flow Battery
CN104300169B (zh) 一种碱性锌钒液流电池
CN109786797A (zh) 一种锌镍单液流电池正极活化方法
CN109786798B (zh) 一种混合型锌镍液流电池
WO2023082842A1 (zh) 一种碱性负极电解液及其组装的碱性锌铁液流电池
CN111244517B (zh) 一种碱性锌镍液流电池性能的恢复方法
CN103413992A (zh) 一种非液流锌溴电池及其制备方法
CN109755621A (zh) 一种锌镍单液流电池
CN111261917B (zh) 可溶性锰酸盐作为添加剂在锌镍液流电池正极电解液中的应用
CN103840184A (zh) 一种直接硼氢化物燃料电池单电池活化方法
CN111261882B (zh) 锌镍液流电池负极及应用和锌镍液流电池
CN102544598B (zh) 一种碱性二次电池电解液及其配制方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant