[发明专利]静态沉积型浆料电池

说明书

本发明提供静态沉积型浆料电池，其包括至少一个电化学反应器，所述电化学反应器包括若干相间排列的正极腔室和负极腔室、设于腔室之间的隔膜结构、以及分别设有腔室内的两个集流体；至少一个腔室的上端设有浆料入口和液压平衡口、下端设有浆料出口；至少由储能活性物质和电解液混合而成的悬浮型浆料由浆料入口注入所述腔室内，悬浮型浆料中的储能活性物质在所述腔室内发生均匀沉降至腔室内充满沉积型浆料，其他电解液由液压平衡口排出；工作时，所述腔室内填充满有沉积型浆料，具有较高的堆积密度和较好的导电性、较高的能量密度，充放电时沉积型浆料处于静止状态，使电化学环境可控，加强了系统的可靠性、安全性；结构简单且适用于小型化使用。

技术领域

本发明涉及静态沉积型浆料电池技术领域，具体地，涉及一种静态沉积型浆料电池。

背景技术

电能的广泛应用被认为是二十世纪人类最伟大的成就之一。电力工业是国家最重要的基础产业之一，现代电力系统正在向大电网、大机组的方向发展，新能源电网的发展也进入一个新的阶段。低成本、具有可扩展性的能源存储是改善电网效率和继续发展可再生能源科技（风能、太阳能）及实现能源互联网的关键。电化学储能由于能量密度高、简单可靠等优点，在电能存储应用中占有举足轻重的地位。

锂离子电池、铅酸蓄电池、液流电池是当前最具发展潜力的储能技术路线，传统的锂离子电池一般采用极片卷绕、叠片等方式制备成单体电池，在3C及电动汽车领域有着非常广泛的运用。但若要满足MW级别的大型储能要求，需对其进行复杂的串并联组合并通过大型电池管理系统进行管理，这所带来的额外成本、安全及可靠性问题以及锂离子电池材料本身的成本问题是其在大型储能领域未能广泛推广的重要原因。铅酸电池也有着类似的问题，因此目前锂离子电池和铅酸电池更适用于中小型规模的储能领域。

为此，现提供一种能量密度高且能够小型化的静态沉积型浆料电池。

发明内容

本发明的目的是提供一种能量密度高且能够小型化的静态沉积型浆料电池。

为实现上述目的，本发明提供一种静态沉积型浆料电池，其包括至少一个电化学反应器，所述电化学反应器包括若干相间排列的正极腔室和负极腔室、设于正极腔室和负极腔室之间的隔膜结构、以及分别设有正极腔室和负极腔室内的两个集流体；至少一个腔室的上端设有浆料入口和液压平衡口、下端设有浆料出口；至少由储能活性物质和电解液混合而成的悬浮型浆料由浆料入口注入所述腔室内，悬浮型浆料中的储能活性物质在所述腔室内发生均匀沉降至腔室内充满沉积型浆料，其他电解液由液压平衡口排出；

其中，所述储能活性物质设为储能颗粒，沉积型浆料中的储能颗粒相互之间堆积接触；沉积型浆料中的储能颗粒与导电剂协同形成导电网络，使电流通过导电网络传至集流体由正极、负极引出后形成电子回路；沉积型浆料的储能颗粒的表面与沉积型浆料内的电解液之间发生离子交换，离子通过沉积型浆料的储能颗粒之间的堆积间隙游离并透过所述隔膜结构形成离子回路。

所述电化学反应器包括若干相间排列的正极腔室与负极腔室、设于所述正极腔室和所述负极腔室之间的隔膜结构、以及正极集流体和负极集流体；其中，负极腔室的个数比正极腔室的个数多一，正极腔室夹在负极腔室之间，所述正极腔室上设有正极浆料入口、正极浆料出口和正极液压平衡口，所述负极腔室上设有负极浆料入口、负极浆料出口和负极液压平衡口。

还包括设于所述腔室的底端用于激活沉积型浆料的浆料激活结构。

所述浆料激活结构包括由浆料出口注入高压电解液的电解液注入装置。

所述浆料激活结构包括设于所述腔室的底端的浆料搅拌结构。

所述隔离结构设为绒毛隔膜，所述绒毛隔膜包括隔离层、设于所述隔离层两侧的绒毛层，一层所述绒毛层、一层所述隔离层和一层所述绒毛层依次层叠并贴合成一体；其中，所述绒毛层的绒毛始终朝向外侧，且相邻两层之间的间隙不大于10μm。