CN110416633A - 碘电池装置 - Google Patents

碘电池装置 Download PDF

Info

Publication number
CN110416633A
CN110416633A CN201910803730.8A CN201910803730A CN110416633A CN 110416633 A CN110416633 A CN 110416633A CN 201910803730 A CN201910803730 A CN 201910803730A CN 110416633 A CN110416633 A CN 110416633A
Authority
CN
China
Prior art keywords
iodine
iodine battery
room
ion
acid room
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.)
Withdrawn
Application number
CN201910803730.8A
Other languages
English (en)
Inventor
慕史臣
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.)
Shandong Rick Environmental Technology Co Ltd
Original Assignee
Shandong Rick Environmental Technology Co Ltd
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 Shandong Rick Environmental Technology Co Ltd filed Critical Shandong Rick Environmental Technology Co Ltd
Priority to CN201910803730.8A priority Critical patent/CN110416633A/zh
Publication of CN110416633A publication Critical patent/CN110416633A/zh
Withdrawn legal-status Critical Current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
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/36—Accumulators not provided for in groups H01M10/05-H01M10/34
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/36—Accumulators not provided for in groups H01M10/05-H01M10/34
    • H01M10/38—Construction or manufacture
    • 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
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • 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
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

本发明涉及一种碘电池装置，涉及新能源技术领域，用于解决现有技术中存在的效率不高及安全环保的技术问题。本发明的碘电池装置，其包括碘电池装置，采用碘来作为碘电池装置的原料，在充电时，高碘酸室中发生氧化反应，碘酸被氧化成高碘酸，在其氢碘酸室中则发生还原反应，单质碘被还原成氢碘酸，而碘电池装置是放电的过程，是上述反应的逆反应，整个过程通过电位值能够控制反应的起点和终点。碘是一种高价值原料，电池报废后可回收利用，既无经济价值损失，也无危废产生，利于社会环保，且不会出现电池爆炸现象。

Description

碘电池装置
技术领域
本发明涉及新能源技术领域，特别地涉及一种碘电池装置。
背景技术
蓄电池被广泛应用于工业及生活中，电池有镍氢电池、锂离子电池、全固态锂离子电池、燃料电池及锂空气电池等。现有各类电池技术有其优缺点，受其技术制约，以及受环境温度影响较大，效率不高，尤其电池的报废处置是一大社会环境问题。
发明内容
本发明提供一种碘电池装置，用于解决上述技术问题。
本发明的碘电池装置，包括碘电池；所述碘电池包括高碘酸室以及氢碘酸室，所述氢碘酸室用于储存氢碘酸，所述高碘酸室用于储存高碘酸；所述高碘酸室以及所述氢碘酸室之间设置有离子交换膜；
当所述碘电池与负载连通进行放电时，所述氢碘酸室中碘离子失去电子后生成单质碘，同时产生氢离子，氢离子透过离子交换膜转移至所述高碘酸室；所述高碘酸室中的高碘酸根离子得到电子生成碘酸根离子，同时产生氢氧根离子，其与进入所述高碘酸室的氢离子结合成水分子；
当所述碘电池与电源连通进行充电时，所述高碘酸室中碘酸根离子失去电子生成高碘酸根离子，同时产生氢离子，氢离子透过碘电池阳膜转移至所述氢碘酸室；所述氢碘酸室中碘得到电子后生成碘离子，其与氢离子结合成氢碘酸。
在一个实施方式中，所述离子交换膜为碘电池阳膜。
在一个实施方式中，所述高碘酸室由正极板和碘电池阳膜所限定，所述氢碘酸室由负极板和所述碘电池阳膜所限定；
其中，所述正极板和所述负极板分别设置在所述碘电池阳膜的两侧。
在一个实施方式中，所述负极板为抑氢电极板。
在一个实施方式中，所述正极板和所述负极板均为网状结构。
在一个实施方式中，所述碘电池还包括箱体，所述正极板、所述碘电池阳膜和所述负极板均设置在所述箱体中。
在一个实施方式中，所述箱体构造为板状结构、条状结构、柱状结构或异型结构。
现有技术相比，本发明的优点在于：采用碘来作为碘电池装置的原料，在充电时，高碘酸室中发生氧化反应，碘酸被氧化成高碘酸，在其氢碘酸室中则发生还原反应，碘单质被还原成氢碘酸，而放电的过程则是上述反应的逆反应，整个过程通过电位值能够控制反应的起点和终点，因此反应过程可靠且可控。碘是一种高价值原料，因此碘电池报废后可回收利用，既无经济价值损失，也无危废产生，利于社会环保。
附图说明
在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。
图1是本发明的实施例中的碘电池装置放电的结构示意图；
图2是本发明的实施例中碘电池装置充电的结构示意图。
在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。
附图标记：
1-碘电池装置；2-负载；3-电源；
11-碘电池阳膜；10-正极板；20-负极板；
111-高碘酸室；112-氢碘酸室；113-箱体。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作进一步说明。
如图1和2所示，本发明提供一种碘电池装置，包括碘电池1；过使碘电池1中承载的电解质(或电解液)发生电化学反应产生将化学能转化为电能从而为车辆提供动力。本发明的电解质(或电解液)的浓度高，因此具有电池能量密度高、体积相对小的特点。
其中，电解质为高碘酸和氢碘酸。具体地，碘电池1包括高碘酸室111以及氢碘酸室112，氢碘酸室112用于储存氢碘酸，高碘酸室111用于储存高碘酸，高碘酸室111以及所述氢碘酸室112之间设置有离子交换膜。
如图1所示，当碘电池1与负载2连通进行放电时，氢碘酸室112中碘离子失去电子后生成单质碘，同时产生氢离子，氢离子通过离子交换膜转移至高碘酸室111；高碘酸室111中高碘酸根得到电子生成碘酸根离子，同时产生氢氧根离子，其与进入高碘酸室111的氢离子结合成水分子。
进一步地，离子交换膜为碘电池阳膜11，高碘酸室111由正极板10和碘电池阳膜11所限定，氢碘酸室112由负极板20和碘电池阳膜11所限定；其中，正极板10和负极板20分别设置在碘电池阳膜11的两侧。
此外，负极板20为抑氢电极板，抑氢电极板能够抑制氢气的析出。
进一步地，正极板10和负极板20均为网状结构。
具体地，碘电池1进行放电的过程如下：
电子由负极通过外部负载向正极移动，氢碘酸室112中碘离子失去电子后生成单质碘，同时产生氢离子，氢离子通过碘电池阳膜11进入高碘酸室111；高碘酸室111中高碘酸根离子得到电子生成碘酸根离子，同时产生氢氧根离子，与从碘电池阳膜11透过来的氢离子结合成水分子。
高碘酸室111内的反应式为：IO4 -+2H++2e＝IO3 -+H2O；
氢碘酸室112的反应式为：2HI-2e＝I2+2H+。
相反地，如图2所示，当碘电池1与电源3连通进行充电时，电源3向碘电池1中通电，高碘酸室111中发生氧化反应，碘酸根离子失去电子以生成高碘酸根离子；氢碘酸室112中碘得到电子发生还原反应以生成氢碘酸。
具体地，高碘酸室111中碘酸根离子失去电子生成高碘酸根离子，同时产生氢离子，氢离子转移至氢碘酸室112；氢碘酸室112中碘得到电子后生成碘离子，其与氢离子结合成氢碘酸。
此外，碘电池1还包括箱体113，正极板10、碘电池阳膜11和负极板20均设置在箱体113中。其中，箱体113构造为板状结构、条状结构、柱状结构或异型结构，从而使蓄电池根据需要设计成板状结构、条状结构、柱状结构或其它异型结构。
进一步地，在充电过程通过电位值来控制充电终点及充电起点。
具体地，碘电池1充电过程如下：
当碘电池1与电源3相连时，碘电池1中发生氧化还原反应，其氢碘酸室112内的碘得到电子发生还原反应，由于负极板20采用抑氢电极板，因而碘首先被还原成碘离子。而高碘酸室111中碘酸根离子失去电子以生成高碘酸根离子，同时产生相应氢离子，氢离子在电场作用下透过碘电池阳膜11与氢碘酸室112内的碘离子结合成氢碘酸。
高碘酸室111内的反应式为：IO3 --2e+H2O＝IO4 -+2H+；
氢碘酸室112的反应式为：I2+2e+2H+＝2HI。
需要说明的是：由于碘单质能溶于氢碘酸，因此通过控制氢碘酸的浓度，就不会有碘沉淀生成。
此外，本发明的碘电池可以有多组，多组碘电池根据需要进行串联、并联，以实现所需的电流和电压。
如上所述，本发明的还原反应需要2个电子，相比现有技术中的锂电池仅带一个电子，本发明中的碘电池的电势高，因此理论上来说，同样的规格，本发明的碘电池比锂电池的转化效率更高，且更安全(不爆炸)。碘是一种高价值原料，因此本发明的碘电池报废后可回收利用，既无经济价值损失，也无危废产生，利于社会环保。
虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述，但在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (7)

1.一种碘电池装置，其特征在于，包括碘电池(1)；
所述碘电池(1)包括高碘酸室(111)以及氢碘酸室(112)，所述氢碘酸室(112)用于储存氢碘酸，所述高碘酸室(111)用于储存高碘酸；所述高碘酸室(111)以及所述氢碘酸室(112)之间设置有离子交换膜；
当所述碘电池(1)与负载(2)连通进行放电时，所述氢碘酸室(112)中碘离子失去电子后生成单质碘，同时产生氢离子，氢离子透过离子交换膜转移至所述高碘酸室(111)；所述高碘酸室(111)中的高碘酸根离子得到电子生成碘酸根离子，同时产生氢氧根离子，其与进入所述高碘酸室(111)的氢离子结合成水分子；
当所述碘电池(1)与电源(3)连通进行充电时，所述高碘酸室(111)中碘酸根离子失去电子生成高碘酸根离子，同时产生氢离子，氢离子透过碘电池阳膜(11)转移至所述氢碘酸室(112)；所述氢碘酸室(112)中碘得到电子后生成碘离子，其与氢离子结合成氢碘酸。
2.根据权利要求1所述的碘电池装置，其特征在于，所述离子交换膜为碘电池阳膜(11)。
3.根据权利要求2所述的碘电池装置，其特征在于，所述高碘酸室(111)由正极板(10)和碘电池阳膜(11)所限定，所述氢碘酸室(112)由负极板(20)和所述碘电池阳膜(11)所限定；
其中，所述正极板(10)和所述负极板(20)分别设置在所述碘电池阳膜(11)的两侧。
4.根据权利要求3所述的蓄电池装置，其特征在于，所述负极板(20)为抑氢电极板。
5.根据权利要求2-4中任一项所述的蓄电池装置，其特征在于，所述正极板(10)和所述负极板(20)均为网状结构。
6.根据权利要求2-4中任一项所述的蓄电池装置，其特征在于，所述碘电池(1)还包括箱体(113)，所述正极板(10)、所述碘电池阳膜(11)和所述负极板(20)均设置在所述箱体(113)中。
7.根据权利要求6所述的蓄电池装置，其特征在于，所述箱体(113)构造为板状结构、条状结构、柱状结构或异型结构。
CN201910803730.8A 2019-08-28 2019-08-28 碘电池装置 Withdrawn CN110416633A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910803730.8A CN110416633A (zh) 2019-08-28 2019-08-28 碘电池装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910803730.8A CN110416633A (zh) 2019-08-28 2019-08-28 碘电池装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110416633A true CN110416633A (zh) 2019-11-05

Family

ID=68369525

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910803730.8A Withdrawn CN110416633A (zh) 2019-08-28 2019-08-28 碘电池装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110416633A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112803095A (zh) * 2021-01-29 2021-05-14 中国科学技术大学 一种水系卤素-氢气二次电池

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112803095A (zh) * 2021-01-29 2021-05-14 中国科学技术大学 一种水系卤素-氢气二次电池

Similar Documents

Publication Publication Date Title
May et al. Lead batteries for utility energy storage: A review
AU2014307611B2 (en) Novel flow battery and usage thereof
Yang et al. Enabling renewable energy—and the future grid—with advanced electricity storage
Toussaint et al. Development of a rechargeable zinc-air battery
Narayanan et al. Materials challenges and technical approaches for realizing inexpensive and robust iron–air batteries for large-scale energy storage
Buckley et al. Electrochemical energy storage
US20180301703A1 (en) Rechargeable alkaline battery using organic materials as negative electrodes
CN110416633A (zh) 碘电池装置
CN102610874A (zh) 能量储存与转换装置
CN105024446A (zh) 供电方法
US3104990A (en) Electrodes containing silver and cadmium compounds
CN104092280B (zh) 一种基于超级电容启动的燃料电池备用电源系统
CN101593991A (zh) 便携式质子交换膜燃料电池一体化系统
CN210182524U (zh) 碘电池装置
CN107834101B (zh) 一种大容量锂硫液流系统
CN110444800A (zh) 蓄电池装置
CN110649304A (zh) 锡-碘酸可充电电池
CN211350394U (zh) 电荷闪时高能量输出装置
CN202905926U (zh) 能量储存与转换装置
CN108172703A (zh) 一种锌空电池充电宝
CN110504442A (zh) 车载动力电池
CN202601813U (zh) 锂空燃料混合电池
CN207183324U (zh) 一种防爆蓄电池
Mabbett et al. Comparison of Pocket Plate and Sintered Plate Ni Electrodes Used in Energy Storage Technologies for PV Back Up Applications
CN202094219U (zh) 高功率纳米水解燃料电池

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
WW01 Invention patent application withdrawn after publication

Application publication date: 20191105

WW01 Invention patent application withdrawn after publication