[发明专利]一种碱性液流电池

说明书

本发明公开了一种碱性液流电池。该碱性液流电池由电解槽，电解液，电极1，电极2组成。电解槽用以容纳溶解甲酰盐的以乙二醇为主的混合醇类溶液，并采用密封设计隔绝空气，电极1与电极2为惰性电极。在充电时，碱金属离子在负极还原成碱金属，并与乙二醇反应生成乙二醇盐。而在放电时，反应逆向进行，碱金属的醇盐重新转变为甲酰盐。本发明电解液中的甲酰盐M₂·CO具有高摩尔容量的活性碱金属离子，具有更高的能量密度。因内部充填的电解质溶液能与外界水压建立平衡，本发明的液流电池尤其适合于用作各类水下潜器的动力电池。该碱性液流电池与现有液流电池相比，寿命更长，无毒性，性价比高，有较高经济价值。

技术领域

本发明属于能源领域，具体涉及一种碱性液流电池。

背景技术

液流电池又称电化学氧化还原液流电池，具有使用领域(环境)广、循环使用寿命长的特点。目前使用最广的液流电池是铅酸电池，它价格便宜，维护方便，但能量密度低，铅对环境和人体毒性大。全钒液流电池能量密度有所提高，但远不及锂电池，目前还不适合用作电动车辆的驱动电源。

本发明尝试提供一种能量密度高，寿命长，性价比高的碱金属液流电池。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术中存在的问题，并提供一种碱性液流电池。

一种碱性液流电池，包括电解槽、电极1和电极2，电极1、电极2均放置于电解槽中，电解槽内部与外界空气隔绝。

所述的电解槽中容纳的是将甲酰盐溶解于溶剂与调节剂后形成的电解液。

所述的电极1是石墨电极、碳电极、碳纤维或石墨纤维毡电极、塑料电极，铜锑锡银金属或合金电极中的一种，充电时连接在外接直流电源的负极上；放电时接用电器负极。

所述的电极2是石墨电极、碳电极、碳纤维或石墨纤维毡电极、塑料电极，铜锑锡银金属或合金电极中的一种，充电时连接在外接直流电源的正极上；放电时接用电器正极。

所述的甲酰盐是一种碱金属的有机化合物，分子式为M₂·CO，其中M为碱金属。所述的溶剂是乙二醇。所述的调节剂是乙醇、丙醇、异丙醇、丙三醇中的一种或多种。

所述的甲酰盐的制备方法包括以下步骤：

1)将碱金属甲酸盐或乙酸盐溶解于水，再按A式或B式(采用甲酸盐时按A式，采用乙酸盐时按B式)的化学计量比加入二甲基甲酰胺；

2)将混合溶液在120°至150℃烘箱中蒸干溶液，发生以下反应(采用甲酸盐时发生A式反应，采用乙酸盐时发生B式反应)，并得到甲酰盐：

所述的碱金属是锂、钠、钾中的一种。

从分子结构角度而言，甲酰盐中碳氧之间是共价键性质的双键，具有良好的化学稳定性；碳与碱金属之间的化学键具有离子键性质，在乙二醇溶液中能够电离，因此其中的碱金属具有电化学活性。在甲酰盐中碱元素摩尔比很高，因此该电池具有很高的能量密度。采用本发明的液流电池具有寿命长、维护简单、比容量高等优点，适合于用作电动车辆的动力，以及其它对电池能量密度要求高的场合。因内部充填的电解质溶液能与外界水压建立平衡，本发明的液流电池尤其适合于用作各类水下潜器的动力电池。

附图说明

图1为碱性液流电池结构示意图。

具体实施方式

本发明提供的碱性液流电池结构如附图1，包括电解槽、电极1和电极2，电极1、电极2均放置于电解槽中，电解槽内部与外界空气隔绝。隔绝空气的目的是为防止电解液氧化，并防止其吸潮。