CN110444771B - 有机水相液流电池、电极、修饰方法及液流电池储能系统 - Google Patents

有机水相液流电池、电极、修饰方法及液流电池储能系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种有机水相液流电池、电极、修饰方法及液流电池储能系统，有机水相液流电池用电极的修饰方法，包括以下步骤：将碳素基体材料清洗并烘干；将修饰物质前驱体溶解在去离子水中，调节pH值得到溶液A；将烘干的所述碳素基体材料放入所述溶液A中进行浸泡并充分分散，得到溶液B；将所述溶液B通过水热处理或者高温热处理，得到修饰后的碳素电极。该有机水相液流电池用电极的修饰方法能够提高电池的电压效率和能量效率。

Description

有机水相液流电池、电极、修饰方法及液流电池储能系统
技术领域
本发明属于液流电池技术领域，具体涉及一种有机水相液流电池用电极的修饰方法、通过该修饰方法制备而成的有机水相液流电池用电极、具有该电极的有机水相液流电池以及包括有机水相液流电池的基于盐穴的液流电池储能系统。
背景技术
随着经济的快速发展，伴随而来的环境以及能源短缺等问题日趋严重，促进一些清洁能源如风能、太阳能、潮汐能等大力发展。但是由于这些可再生能源的不连续不稳定性，使其利用受到大量限制，利用率低。因此需要大力发展储能技术，为电网的稳定性提供保障。在各种储能技术中，液流电池储能技术由于具有容量大、安全性高、低成本的优势是大规模储能技术的首选。其中由于钒液流电池由于电解质的有毒性，及强酸强腐蚀性等问题，限制了其广泛应用。
近年来，一种有机水相液流电池，由于其电解质具有丰富的选择，中性水相电解液即环保且廉价，被认为是液流电池中最有应用前景的一种。目前对有机水相液流电池的研究大多集中在活性物质的设计合成开发，利用有机物质丰富的选材及可调控性强的优点开发出电化学性能优越的活性物质。然而对于该电池体系中的电极材料则研究的较少。目前文献中报道的采用的电极材料大多是石墨毡，其具有较好的电导性和电化学稳定性高的优点。但其较差的亲水性和电化学活性制约着其进一步发展，特别是在长期使用其电化学活性会逐渐降低，致使电池整体性能下降。因此有必要对石墨毡电极进行性能修饰，促进其电化学活性，满足大规模储能系统工程应用。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。
为此，本发明提出一种有机水相液流电池用电极的修饰方法，该有机水相液流电池用电极的修饰方法便于操作，成本低廉。
本发明还提出一种有机水相液流电池用电极，该电极能够提高电池的电压效率和能量效率。
本发明还提出一种有机水相液流电池，该有机水相液流电池稳定性高。
本发明还提出一种基于盐穴的液流电池储能系统，能够利用盐矿开采后形成的具有物理溶腔的盐穴作为电解液储液库。
根据本发明第一方面实施例的有机水相液流电池用电极的修饰方法，包括以下步骤：将碳素基体材料清洗并烘干；将修饰物质前驱体溶解在去离子水中，调节pH值得到溶液A；将烘干的所述碳素基体材料放入所述溶液A中进行浸泡并充分分散，得到溶液B；将所述溶液B通过水热处理或者高温热处理，得到修饰后的碳素电极。
根据本发明实施例的有机水相液流电池用电极的修饰方法，通过将碳素基底材料经过清洗等前处理步骤后，放入由修饰物质前驱体得到的溶液A中，通过水热处理或者高温热处理，得到修饰后的碳素电极。该修饰方法具有操作方便，便于实施等优点。
根据本发明一个实施例，在将碳素基体材料清洗并烘干的过程中，依次采用去离子水、乙醇及浓度为1％～5％的双氧水进行清洗，并将清洗完毕的所述碳素基体材料放入烘箱，在60℃～80℃的环境下烘干备用。
根据本发明一个实施例，在将修饰物质前驱体溶解在去离子水中，调节pH值得到溶液A的过程中，采用氨水调节pH值，pH值调节范围为6～8。
根据本发明一个实施例，所述修饰物质前驱体为锶前驱体物质。
根据本发明一个实施例，所述修饰物质前驱体为硝酸锶、氯化锶中的一种或两种。
根据本发明一个实施例，所述修饰物质前驱体的浓度为0.1mol/L～1mol/L。
根据本发明一个实施例，所述碳素基体材料为碳纸、碳布、石墨毡和石墨板中的一种或两种以上的结合体。
根据本发明一个实施例，所述碳素基体材料的厚度为1mm～20mm。
根据本发明一个实施例，在将所述溶液B通过水热处理时，水热处理反应的温度为80℃～200℃，反应时间为6h～20h。
根据本发明一个实施例，高温热处理的方法包括以下步骤：将浸泡后的所述碳素基体材料在真空或惰性气体环境下进行干燥；将干燥后的所述碳素基体材料在惰性气体氛围中进行烧结。
根据本发明第二方面实施例的有机水相液流电池用电极，根据上述任一所述的有机水相液流电池用电极的修饰方法制备而成。
根据本发明第三方面实施例的有机水相液流电池，包括：电解池槽体，电解池槽体内充入电解液，所述电解液包括支持电解质；两个极板，两个所述极板相对设置，两个所述极板中的一个为根据权利要求10所述的有机水相液流电池用电极；电池隔膜，所述电池隔膜位于所述电解池槽体内，所述电池隔膜将所述电解池槽体分隔为与一所述电解液储液库连通的阳极区和与另一所述电解液储液库连通的阴极区，一所述极板设于所述阳极区，另一所述极板设于所述阴极区，所述阳极区内具有包括正极活性物质的正极电解液，所述阴极区内具有包括负极活性物质的负极电解液，所述电池隔膜能够供所述支持电解质穿透，阻止所述正极活性物质和所述负极活性物质穿透，所述正极活性物质和/或所述负极活性物质为有机活性分子；循环管路，所述循环管路将一所述电解液储液库内的电解液输入或输出所述阳极区，所述循环管路将另一所述电解液储液库内的电解液输入或输出所述阴极区；循环泵，所述循环泵设于所述循环管路，通过所述循环泵使所述电解液循环流动供给。
根据本发明一个实施例，所述负极活性物质为紫精类衍生物，所述正极活性物质为哌啶氮氧化物。
根据本发明一个实施例，所述有机活性分子的浓度为0.01mol/L～4mol/L。
根据本发明一个实施例，所述有机活性分子包括对其进行氨基官能团、羟基官能团、羰基官能团或者磺酸基官能团水溶性修饰的衍生物。
根据本发明一个实施例，所述支持电解质为单组份中性盐水溶液或混合中性盐水溶液。
根据本发明一个实施例，所述支持电解质为NaCl盐溶液、KCl盐溶液、Na2SO4盐溶液、K2SO4盐溶液、MgCl2盐溶液、MgSO4盐溶液、CaCl2盐溶液、CaSO4盐溶液、BaCl2盐溶液、BaSO4盐溶液中的至少一种。
根据本发明一个实施例，所述电池隔膜为阴离子交换膜、阳离子交换膜、选择性渗透膜、阴阳离子复合交换膜、透析膜或多孔膜中的一种。
根据本发明第四方面实施例的基于盐穴的液流电池储能系统，包括上述任一所述的有机水相液流电池，所述的基于盐穴的液流电池储能系统还包括：两个电解液储液库，两个所述电解液储液库间隔开相对设置，所述电解液储液库为盐矿开采后形成的具有物理溶腔的盐穴，所述溶腔内储存有电解液，所述的电解液包括所述正极活性物质、所述负极活性物质和所述支持电解质，所述电解液在惰性气体环境保护下，避免氧化的正极活性物质和负极活性物质被还原，所述有机水相液流电池分别与两个所述电解液储液库连通。
本方法的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本方法的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是根据本发明实施例的有机水相液流电池用电极的修饰方法的流程示意图；
图2是根据本发明一实施例的OH-TEMPO在不同电极下的循环伏安图；
图3是根据本发明一实施例的电池效率图；
图4是根据本发明一实施例的电压电容曲线。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面参考附图具体描述根据本发明实施例的有机水相液流电池用电极的修饰方法。
如图1所示，根据本发明实施例的有机水相液流电池用电极的修饰方法，包括以下步骤：将碳素基体材料清洗并烘干；将修饰物质前驱体溶解在去离子水中，调节pH值得到溶液A；将烘干的碳素基体材料放入溶液A中进行浸泡并充分分散，得到溶液B；将溶液B通过水热处理或者高温热处理，得到修饰后的碳素电极。
换言之，根据本发明实施例的有机水相液流电池用电极的修饰方法包括以下步骤：将碳素基体材料进行预处理后烘干备用，然后将处理好的碳素材料放入修饰物质前驱体溶液中浸泡处理，充分分散均匀后，然后通过水热处理或者高温热处理得到表面修饰的碳素电极。
由此，根据本发明实施例的有机水相液流电池用电极的修饰方法能够得到经过修饰后的碳素电极，提高电极表面亲水性以及对活性物质的电催化活性，从而提高电池的电压效率和能量效率。
根据本发明的一个实施例，在将碳素基体材料清洗并烘干的过程中，依次采用去离子水、乙醇及浓度为1％～5％的双氧水进行清洗，并将清洗完毕的碳素基体材料放入烘箱，在60℃～80℃的环境下烘干备用。
在本发明的一些具体实施方式中，在将修饰物质前驱体溶解在去离子水中，调节pH值得到溶液A的过程中，采用氨水调节pH值，pH值调节范围为6～8。
根据本发明的一个实施例，修饰物质前驱体为锶前驱体物质。
进一步地，修饰物质前驱体为硝酸锶、氯化锶中的一种或两种，通过水热处理或者高温热处理得到的碳素电极为氧化锶修饰的碳素电极。也就是说，通过将处理好的碳素材料放入修饰物质前驱体溶液中，充分分散均匀后，然后通过水热处理或者高温热处理能够得到表面氧化锶修饰的碳素电极，也就是说，能够在碳素基体表面负载金属氧化物电催化剂。
可选地，修饰物质前驱体的浓度为0.1mol/L～1mol/L。
在本发明的一些具体实施方式中，碳素基体材料为碳纸、碳布、石墨毡和石墨板中的一种或两种以上的结合体。
进一步地，碳素基体材料的厚度为1mm～20mm。
根据本发明的一个实施例，在将溶液B通过水热处理时，水热处理反应的温度为80℃～200℃，反应时间为6h～20h。
在本发明的一些具体实施方式中，高温热处理的方法包括以下步骤：将浸泡后的碳素基体材料在真空或惰性气体环境下进行干燥，干燥主要起固化作用；将干燥后的碳素基体材料在惰性气体氛围中进行烧结。其中，惰性气体可以为氮气，烧结的升温速度为0.1℃/min～5℃/min，在300℃～600℃下煅烧2h～6h。
由此，根据本发明实施例的有机水相液流电池用电极的修饰方法，能够提高有机水相液流电池电极材料的活性，使得电池的工作电池密度和能量效率得到提高，具有易操作，成本低廉，能够有效提高电极表面亲水性以及对活性物质的电催化活性等优点。
根据本发明实施例的有机水相液流电池用电极，根据上述实施例中任一的有机水相液流电池用电极的修饰方法制备而成。
根据本发明实施例的有机水相液流电池，包括：电解池槽体、两个极板、电池隔膜、循环管路和循环泵。
具体而言，电解池槽体内充入电解液，电解液包括支持电解质，两个极板相对设置，两个极板中的一个为根据上述任一实施例的有机水相液流电池用电极，电池隔膜位于电解池槽体内，电池隔膜将电解池槽体分隔为与一电解液储液库连通的阳极区和与另一电解液储液库连通的阴极区，一极板设于阳极区，另一极板设于阴极区，阳极区内具有包括正极活性物质的正极电解液，阴极区内具有包括负极活性物质的负极电解液，电池隔膜能够供支持电解质穿透，阻止正极活性物质和负极活性物质穿透，正极活性物质和/或负极活性物质为有机活性分子，循环管路将一电解液储液库内的电解液输入或输出阳极区，循环管路将另一电解液储液库内的电解液输入或输出阴极区，循环泵设于循环管路，通过循环泵使电解液循环流动供给。
根据本发明的一个实施例，负极活性物质为紫精类衍生物，正极活性物质为哌啶氮氧化物。
在本发明的一些具体实施方式中，有机活性分子的浓度为0.01mol/L～4mol/L。
可选地，有机活性分子包括对其进行氨基官能团、羟基官能团、羰基官能团或者磺酸基等官能团水溶性修饰的衍生物。
进一步地，支持电解质为单组份中性盐水溶液或混合中性盐水溶液。
根据本发明的一个实施例，支持电解质为NaCl盐溶液、KCl盐溶液、Na2SO4盐溶液、K2SO4盐溶液、MgCl2盐溶液、MgSO4盐溶液、CaCl2盐溶液、CaSO4盐溶液、BaCl2盐溶液、BaSO4盐溶液中的至少一种。支持电解质的浓度为0.1mol/L～6mol/L，支持电解质的粘度为10mPas～104mPas。
在本发明的一些具体实施方式中，电池隔膜为阴离子交换膜、阳离子交换膜、选择性渗透膜、阴阳离子复合交换膜、透析膜或多孔膜中的一种。可选地，电池隔膜的厚度为1μm～5mm。
根据本发明实施例的基于盐穴的液流电池储能系统，包括上述任一实施例的有机水相液流电池，基于盐穴的液流电池储能系统还包括：两个电解液储液库，两个电解液储液库间隔开相对设置，电解液储液库为盐矿开采后形成的具有物理溶腔的盐穴，溶腔内储存有电解液，电解液包括正极活性物质、负极活性物质和支持电解质，电解液在惰性气体环境保护下，避免氧化的正极活性物质和负极活性物质被还原，有机水相液流电池分别与两个电解液储液库连通。
下面结合具体实施例对本发明实施例的有机水相液流电池用电极的修饰方法进行具体说明。
实施例1
电极修饰：
首先，将厚度为2mm的石墨毡电极采用去离子水、乙醇及稀释后的双氧水进行清洗，然后将清洗完毕的石墨毡电极放入烘箱，在80℃的环境下烘干备用。
然后，将硝酸锶溶解在水中，配成浓度为0.3mol/L的溶液，加入氨水调节pH值为8。
最后，将预处理好的石墨毡放置在硝酸锶溶液中，放入聚四氟乙烯反应釜中，在180℃下反应10h，得到氧化锶修饰的石墨毡电极。
电池性能测试：
如图2至图4所示，将改性好的石墨毡电极组装在有机水相液流电池中，其中电池正极活性物质为0.8mol/L的2,2,6,6-四甲基哌啶-氮-氧化物(TEMPO)，负极为0.8mol/L的甲基紫精，支持电解液为1mol/L的NaCl溶液，整体电解质溶液粘度为20mPas，电池隔膜选用nafion117膜。进行充放电性能测试，在电流密度40mA/cm2时，库伦效率为97％，电压效率84％，能量效率81％。
实施例2
电极修饰：
首先，将厚度为5mm的石墨毡电极采用去离子水、乙醇及稀释后的双氧水进行清洗，然后将清洗完毕的石墨毡电极放入烘箱，在70℃环境下烘干备用。
然后，将硝酸锶溶解在水中，配成浓度0.5mol/L的溶液，加入氨水调节pH值为8。
最后，将预处理好的石墨毡放置在硝酸锶溶液中，充分分散后，在真空环境下干燥，并在氮气环境下，0.5℃/min升温到400℃，煅烧2h，得到锶修饰的电极。
电池性能测试：
将改性好的石墨毡电极组装在有机水相液流电池中，其中电池正极活性物质为0.5mol/L的2,2,6,6-四甲基哌啶-氮-氧化物(TEMPO)，负极为0.5mol/L的甲基紫精，支持电解液为1.5mol/L的NaCl溶液，整体电解质溶液粘度为30mPas，电池隔膜选用nafion117膜。进行充放电性能测试，在电流密度40mA/cm2时，库伦效率为96％，电压效率83％，能量效率80％。
实施例3
电极修饰：
首先，将厚度为6mm的石墨毡电极采用去离子水、乙醇及稀释后的双氧水进行清洗，然后将清洗完毕的石墨毡电极放入烘箱，在60℃环境下烘干备用；
然后，将硝酸锶溶解在水中，配成浓度0.5mol/L的溶液，加入氨水调节pH值为8。
最后，将预处理好的石墨毡放置在硝酸锶溶液中，然后放入聚四氟乙烯反应釜中，在160℃下反应12h，得到氧化锶修饰的石墨毡电极。
电池性能测试：
将改性好的石墨毡电极组装在有机水相液流电池中，其中电池正极活性物质为0.4mol/L的2,2,6,6-四甲基哌啶-氮-氧化物(TEMPO)，负极为0.4mol/L的甲基紫精，支持电解液为1mol/L的NaCl溶液，整体电解质溶液粘度为50mPas，电池隔膜选用nafion117膜。进行充放电性能测试，在电流密度40mA/cm2时，库伦效率为97％，电压效率84％，能量效率81％。
实施例4
电极修饰：
首先，将厚度为10mm的碳纸电极采用去离子水、乙醇及稀释后的双氧水进行清洗，然后将清洗完毕的碳纸电极放入烘箱，在60℃的环境下烘干备用。
然后，将氯化锶溶解在水中，配成浓度为0.5mol/L的溶液，加入氨水调节pH值为8。
最后，将预处理好的碳纸放置在氯化锶溶液中，放入聚四氟乙烯反应釜中，在160℃下反应12h，得到氯化锶修饰的碳纸电极。
电池性能测试：
将改性好的碳纸电极组装在有机水相液流电池中，其中电池正极活性物质为0.8mol/L的2,2,6,6-四甲基哌啶-氮-氧化物(TEMPO)，负极为0.6mol/L的甲基紫精，支持电解液为1mol/L的KCl溶液，整体电解质溶液粘度为10mPas，电池隔膜选用nafion117膜。进行充放电性能测试，在电流密度40mA/cm2时，库伦效率为95％，电压效率82％，能量效率80％。
实施例5
电极修饰：
首先，将厚度为8mm的石墨板电极采用去离子水、乙醇及稀释后的双氧水进行清洗，然后将清洗完毕的石墨板电极放入烘箱，在80℃的环境下烘干备用。
然后，将氯化锶溶解在水中，配成浓度为0.5mol/L的溶液，加入氨水调节pH值为8。
最后，将预处理好的石墨板放置在氯化锶溶液中，放入聚四氟乙烯反应釜中，在160℃下反应12h，得到氯化锶修饰的石墨板电极。
电池性能测试：
将改性好的石墨板电极组装在有机水相液流电池中，其中电池正极活性物质为0.8mol/L的2,2,6,6-四甲基哌啶-氮-氧化物(TEMPO)，负极为0.6mol/L的甲基紫精，支持电解液为6mol/L的CaSO4盐溶液，整体电解质溶液粘度为30mPas，电池隔膜选用nafion117膜。进行充放电性能测试，在电流密度40mA/cm2时，库伦效率为93％，电压效率81％，能量效率80％。
总而言之，根据本发明实施例的有机水相液流电池用电极的修饰方法，通过对碳素基体表面改性，提高了碳素基体电极表面亲水性以及对活性物质的电催化活性，从而提高电池的电压效率和能量效率。该修饰方法具有方法简单，易操作，成本低廉等优点。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (18)

1.一种有机水相液流电池用电极的修饰方法，其特征在于，包括以下步骤：
将碳素基体材料清洗并烘干；
将修饰物质前驱体溶解在去离子水中，调节pH值得到溶液A，所述修饰物质前驱体为锶前驱体物质；
将烘干的所述碳素基体材料放入所述溶液A中进行浸泡并充分分散，得到溶液B；
将所述溶液B通过水热处理或者高温热处理，得到修饰后的碳素电极。
2.根据权利要求1所述的有机水相液流电池用电极的修饰方法，其特征在于，在将碳素基体材料清洗并烘干的过程中，依次采用去离子水、乙醇及浓度为1％～5％的双氧水进行清洗，并将清洗完毕的所述碳素基体材料放入烘箱，在60℃～80℃的环境下烘干备用。
3.根据权利要求1所述的有机水相液流电池用电极的修饰方法，其特征在于，在将修饰物质前驱体溶解在去离子水中，调节pH值得到溶液A的过程中，采用氨水调节pH值，pH值调节范围为6～8。
4.根据权利要求1所述的有机水相液流电池用电极的修饰方法，其特征在于，所述修饰物质前驱体为硝酸锶、氯化锶中的一种或两种。
5.根据权利要求4所述的有机水相液流电池用电极的修饰方法，其特征在于，所述修饰物质前驱体的浓度为0.1mol/L～1mol/L。
6.根据权利要求1所述的有机水相液流电池用电极的修饰方法，其特征在于，所述碳素基体材料为碳纸、碳布、石墨毡和石墨板中的一种或两种以上的结合体。
7.根据权利要求6所述的有机水相液流电池用电极的修饰方法，其特征在于，所述碳素基体材料的厚度为1mm～20mm。
8.根据权利要求1所述的有机水相液流电池用电极的修饰方法，其特征在于，在将所述溶液B通过水热处理时，水热处理反应的温度为80℃～200℃，反应时间为6h～20h。
9.根据权利要求1所述的有机水相液流电池用电极的修饰方法，其特征在于，高温热处理的方法包括以下步骤：
将浸泡后的所述碳素基体材料在真空或惰性气体环境下进行干燥；
将干燥后的所述碳素基体材料在惰性气体氛围中进行烧结。
10.一种有机水相液流电池用电极，其特征在于，根据权利要求1-9中任一所述的有机水相液流电池用电极的修饰方法制备而成。
11.一种有机水相液流电池，其特征在于，包括：
电解池槽体，电解池槽体内充入电解液，所述电解液包括支持电解质；
两个极板，两个所述极板相对设置，两个所述极板中的一个为根据权利要求10所述的有机水相液流电池用电极；
电池隔膜，所述电池隔膜位于所述电解池槽体内，所述电池隔膜将所述电解池槽体分隔为与一所述电解液储液库连通的阳极区和与另一所述电解液储液库连通的阴极区，一所述极板设于所述阳极区，另一所述极板设于所述阴极区，所述阳极区内具有包括正极活性物质的正极电解液，所述阴极区内具有包括负极活性物质的负极电解液，所述电池隔膜能够供所述支持电解质穿透，阻止所述正极活性物质和所述负极活性物质穿透，所述正极活性物质和/或所述负极活性物质为有机活性分子；
循环管路，所述循环管路将一所述电解液储液库内的电解液输入或输出所述阳极区，所述循环管路将另一所述电解液储液库内的电解液输入或输出所述阴极区；
循环泵，所述循环泵设于所述循环管路，通过所述循环泵使所述电解液循环流动供给。
12.根据权利要求11所述的有机水相液流电池，其特征在于，所述负极活性物质为紫精类衍生物，所述正极活性物质为哌啶氮氧化物。
13.根据权利要求11所述的有机水相液流电池，其特征在于，所述有机活性分子的浓度为0.01mol/L～4mol/L。
14.根据权利要求11所述的有机水相液流电池，其特征在于，所述有机活性分子包括对其进行氨基官能团、羟基官能团、羰基官能团或者磺酸基官能团水溶性修饰的衍生物。
15.根据权利要求11所述的有机水相液流电池，其特征在于，所述支持电解质为单组份中性盐水溶液或混合中性盐水溶液。
16.根据权利要求15所述的有机水相液流电池，其特征在于，所述支持电解质为NaCl盐溶液、KCl盐溶液、Na2SO4盐溶液、K2SO4盐溶液、MgCl2盐溶液、MgSO4盐溶液、CaCl2盐溶液、CaSO4盐溶液、BaCl2盐溶液、BaSO4盐溶液中的至少一种。
17.根据权利要求11所述的有机水相液流电池，其特征在于，所述电池隔膜为阴离子交换膜、阳离子交换膜、选择性渗透膜、阴阳离子复合交换膜、透析膜或多孔膜中的一种。
18.一种基于盐穴的液流电池储能系统，其特征在于，包括权利要求11-17中任一所述的有机水相液流电池，所述的基于盐穴的液流电池储能系统还包括：
两个电解液储液库，两个所述电解液储液库间隔开相对设置，所述电解液储液库为盐矿开采后形成的具有物理溶腔的盐穴，所述溶腔内储存有电解液，所述的电解液包括所述正极活性物质、所述负极活性物质和所述支持电解质，所述电解液在惰性气体环境保护下，避免氧化的正极活性物质和负极活性物质被还原，所述有机水相液流电池分别与两个所述电解液储液库连通。
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