[发明专利]水性全铜氧化还原液流蓄电池

权利要求书

1.水性全铜氧化还原液流蓄电池，包括

(i)至少一个第一半电池室，该第一半电池室包括第一电解质水溶液和第一电极，该第一电解质水溶液包含铜化合物和第一支持电解质，和

(ii)至少一个第二半电池室，该第二半电池室包括第二电解质水溶液和第二电极，该第二电解质水溶液包含铜化合物和第二支持电解质，和

(iii)位于该第一半电池室的外部的用于第一电解质的第一外部存储箱，和

(iv)位于该第二半电池室的外部的用于第二电解质的第二外部存储箱，和

(v)用于使电解质在半电池间往复循环的装置，和

(vi)在第一半电池和第二半电池之间的分隔体，

其中该半电池经构造以进行用于将该蓄电池充电和放电的氧化和还原反应。

2.权利要求1的蓄电池，其中第一电极处的反应为充电过程中Cu⁺的还原以形成Cu⁰和放电过程中Cu⁰的氧化以形成Cu⁺，并且第二电极处的反应为充电过程中Cu⁺的氧化以形成Cu²⁺和放电过程中Cu²⁺的还原以形成Cu⁺。

3.权利要求1或2的蓄电池，其中第一电解质和第二电解质在初始0％充电状态下为相同溶液。

4.权利要求1-3的任一项的蓄电池，其中第一电解质和第二电解质在初始0％充电状态下包括含有小于0.01M痕量的Cu²⁺的溶液。

5.权利要求1-4的任一项的蓄电池，其中在使用前用金属Cu、优选地用细粉末状的Cu对第一电解质和第二电解质进行处理。

6.权利要求1-5的任一项的蓄电池，其中第一电解质和/或第二电解质的铜化合物包括铜盐，优选地卤化铜盐，更优选地氯化铜盐。

7.权利要求1-6的任一项的蓄电池，其中第一支持电解质和/或第二支持电解质包括卤化铜盐以外的卤化物盐，优选地选自由氯化钠、氯化钾、氯化锂、氯化铵、氯化镁、氯化氢和氯化钙组成的组，更优选地氯化氢和氯化钙，最优选地氯化氢。

8.权利要求1-7的任一项的蓄电池，其中第一电极和第二电极由惰性材料制成。

9.权利要求8的任一项的蓄电池，其中第一电极和第二电极为双极性惰性材料，其选自由铂、钛、不锈钢、碳-聚合物复合材料、碳或其任意组合组成的组；更优选地碳或碳-聚合物复合材料。

10.权利要求1-9的任一项的蓄电池，其中所述分隔体的材料为微孔材料，优选地二氧化硅-PVC或二氧化硅-聚烯烃复合材料；纳米孔材料；离子交换膜，优选地Nafion；离子导电陶瓷，优选地锂导电陶瓷；更优选地微孔材料或纳米孔材料。

11.权利要求1-10的任一项的蓄电池，其中在初始0％充电状态下第一和第二电解质的Cu⁺浓度为1-4M。

12.权利要求1-11的任一项的蓄电池，其中在蓄电池的运转过程中所述第一和第二电解质的温度为至少50℃，优选地至少55℃，更优选地至少60℃。

13.权利要求1-12的任一项的蓄电池，其包括数目为2-1000、优选地20-200的多个堆叠的电池。

14.根据权利要求1-13的任一项的水性全铜氧化还原液流蓄电池，用于以化学形式存储电能并且以电的形式分配所存储的能量的用途。