CN207852815U - 一种高浓度锌钒电池 - Google Patents
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Abstract
一种高浓度锌钒电池包括：1、箱体；2、隔板；3、正极电解液罐；4、负极电解液罐；5、循环管道；6、循环泵(2台)；7、电池主体；8、空气流通孔(2个)；9、循环泵底座(2个)；10、电池底部支撑架(4个)；11、电解液罐底座(2个)；12、碳毡；13、正极腔(正极电解液层)；14、负极腔(负极电解液层)；15、锌块。本实用新型所述的高浓度锌钒电池，能量密度高，材料成本低，电解液更换方便，使用寿命长。
Description
技术领域
本实用新型涉及电池领域，具体而言，涉及一种高浓度锌钒电池。
背景技术
在如今的储能电池领域，氧化还原液流电池作为一种新型的储能技术，有着自己独特的技术优点。如全钒电池、锌溴电池、多硫化钠/溴电池等越来越多的氧化还原液流电池被国内外专家学者研究开发，逐步的投入市场。
氧化还原液流电池作为一种特殊类型的氧化还原电池，其技术特点在于正负极的电解液分别存储在两个电解液罐中。在运行过程中，正负极电解液分别流过正极半电池和负极半电池，发生氧化还原反应从而产生正负极电位差，产生电流发电。
在如今国内使用较多的氧化还原液流电池中，全钒液流电池目前国内开发技术较为成熟的项目。该电池以钒离子的电解液作为活性物质，利用钒离子在酸性介质中有不同的价态，分别配置存在不同价态钒离子的正极和负极电极液，从而组成氧化还原液流电池。但其缺点是电压较低，主要原因是负极电位不够。
为了克服上述问题，本实用新型采用锌和锌离子电解液作为负极活性物，锌和锌离子构成的氧化还原对Zn(II)/Zn，标准电位为-0.76V，低于低价钒离子做负极电解液的电位-0.255V，解决了全钒液流电池电压较低的问题。
实用新型内容
本实用新型的目的是提出一种高浓度锌钒电池。
这种高浓度锌钒电池包括：电池主体、循环管道、循环泵、正极电解液罐、负极电解液罐、外部箱体和隔板。其中电池主体包括正极腔、负极腔和隔膜。
首先该锌钒氧化还原液流电池外部由一方形箱体包裹，内部由一块隔板分为上下两部分，上部为两个正、负极电解液罐体，下部为电池主体和循环泵，上下两部分之间用循环管道连接传输电解液。
所述的电池主体中，分左右两部分，中间由阳离子交换膜分隔，左侧为正极腔，右侧为负极腔；
所述的电池主体中，正极材料是一块碳毡，设置在电池内的最左侧，正极腔内通过正极电解液；
所述的电池主体中，负极材料是一个锌块，设置在电池内的最右侧，负极腔内通过负极电解液；
所述的电池主体中，正、负极腔内的两个不同电解液层分别与正、负极电解液罐通过循环管道连接；
所述的循环泵，用于驱动正负极电解液在电池主体的正负极电解液层、循环管道和正负极电解液罐之间循环流动；
所述箱体两侧，设置有连通外界与箱体内隔板下部空间的空气流通孔。
与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：
1.制造材料成本低，本实用新型中电池主体所使用的正极材料为碳毡，负极材料为锌块，
箱体、隔板、电池底部支撑架和循环泵、电解液罐底座均采用聚乙烯塑料。循环泵采用
小型无刷直流管道增压泵，采用ABS塑料，其成本低，体积小，噪音低，性能稳定。
2.本实用新型锌钒电池相比于传统的全钒电池，拥有较高的电压，同时通过加入高浓度的钒电解液来达到高能量密度的目的。
3.本实用新型中，电池主体的负极材料为锌块，而负极电解液采用的是含有锌离子的酸质溶剂，其电解液成分有利于抑制析氢、抑制锌沉积过程中形成的枝晶生长，提高电流效率，延长使用寿命。
4.本实用新型的外部箱体可拆卸，方便定期更换正、负极电解液罐中的电解液。由于电解液集中储放，极大程度方便了电解液的更换和维护，延长了电池的实用寿命。
附图说明
图1为本实用新型的外形图；
图2为本实用新型内部的结构示意图；
图3为本实用新型A-A的剖面图。
图4为本实用新型电池主体内部结构示意图
附图标记说明如下：
1、箱体；2、隔板；3、正极电解液罐；4、负极电解液罐；5、循环管道；6、循环泵(2台)；7、电池主体；8、空气流通孔(2个)；9、循环泵底座(2个)；10、电池底部支撑架(4个)；11、电解液罐底座(2个)；12、碳毡；13、正极腔(正极电解液层)；14、负极腔(负极电解液层)；15、锌块。
具体实施方式
为了更清楚的说明本实用新型的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步的详细说明。
如附图2所示，一种高浓度锌钒电池，外部箱体1两侧分别设置有一个长条状空气流通孔8，箱体内部由隔板2分隔成上下两部分。隔板2上部设置有一个正极电解液罐3和一个负极电解液罐4，它们底部有两块与隔板相嵌的电解液罐底座11。隔板2下部设置有一块电池主体7，电池主体7底部由四个电池底部支撑架10负责固定，与箱体1底部相嵌。电池主体7两侧分别有两台循环泵6，其底部为循环泵底座9，与箱体1底部相嵌。循环管道5分别与正极电解液罐3、负极电解液罐4、电池主体7和循环泵6相连接。正极电解液通过循环管道5，在正极电解液罐3和电池主体7中的正极腔13之间循环流动。负极电解液通过循环管道5，在负极电解液罐4和电池主体7中的正极腔14之间循环流动。
电解液循环泵6负责为循环管道5增压，加快电解液流速和循环效率。
如附图4所示，电池主体7内部分为正极腔13和负极腔14两部分，最左侧为碳毡12(正极材料)，最右侧为锌块15(负极材料)。
这种锌钒电池的优势有：能量密度高、材料成本低、电解液更换方便，并且应用泵送电解液的方式不仅提高了电解液循环的效率，而且通过加快电解液流速，抑制了析氢和锌沉积过程中枝晶的生长，延长电池的使用寿命。
以上所述仅为本实用新型的较优实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种高浓度锌钒电池，其特征在于，所述高浓度锌钒电池包括：箱体(1)、隔板(2)、正极电解液罐(3)、负极电解液罐(4)、2套循环管道(5)、2台循环泵(6)、电池主体(7)、2个空气流通孔(8)、2个循环泵底座(9)、4个电池底部支撑架(10)、2个电解液罐底座(11)、碳毡(12)、含有正极电解液层的正极腔(13)、含有负极电解液层的负极腔(14)、锌块(15)，电池内部含有两个独立的循环系统，通过循环泵(6)增压让正极电解液和负极电解液在循环管道(5)循坏使用，正极电解液和负极电解液在电池主体(7)通过吸液的隔膜隔离，在电池主体(7)内部反生化学综合反应。
2.根据权利要求1所述的高浓度锌钒电池，其特征在于：外部箱体(1)两侧分别设置有一个长条状空气流通孔(8)，箱体内部由隔板(2)分隔成上下两部分。
3.根据权利要求1所述的高浓度锌钒电池，其特征在于：隔板(2)上部设置有一个正极电解液罐(3)和一个负极电解液罐(4)，它们底部有两块与隔板(2)相嵌的电解液罐底座(11)。
4.根据权利要求1所述的高浓度锌钒电池，其特征在于：隔板(2)下部设置有一块电池主体(7)，电池主体(7)底部由四个电池底部支撑架(10)负责固定，与箱体(1)底部相嵌。
5.根据权利要求1所述的高浓度锌钒电池，其特征在于：电池主体(7)两侧分别有两台循环泵(6)，其底部为循环泵底座(9)，与箱体(1)底部相嵌。
6.根据权利要求1所述的高浓度锌钒电池，其特征在于：2套循环管道(5)分别与正极电解液罐(3)、负极电解液罐(4)、电池主体(7)和循环泵(6)相连接。
7.根据权利要求1所述的高浓度锌钒电池，其特征是：循环管道(5)里的正极电解液在正极电解液罐(3)和电池主体(7)中的正极腔(13)之间循环流动，循环管道(5)里的负极电解液负极电解液罐(4)和电池主体(7)中的负极腔(14)之间循环流动。
8.根据权利要求1所述的高浓度锌钒电池，其特征在于：循环泵(6)为循环管道5增压，加快电解液流速和循环效率。
9.根据权利要求1所述的高浓度锌钒电池，其特征在于：电池主体(7)内部分为正极腔(13)和负极腔(14)两部分，最左侧为正极材料，材质为碳毡(12)，最右侧为负极材料，材质为锌块(15)。
10.根据权利要求1所述的高浓度锌钒电池，其特征在于：箱体(1)、隔板(2)、电池底部支撑架(10)和循环泵(6)、电解液罐底座(11)均采用聚乙烯塑料，循环泵(6)采用小型无刷直流管道增压泵，采用ABS塑料。
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| CN116190718A (zh) * | 2023-05-05 | 2023-05-30 | 沈阳恒久安泰环保与节能科技有限公司 | 一种全钒液流电池用电解液流量管理装置 |
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