[发明专利]一种锌镍全液流电池

说明书

本发明涉及液流电池技术领域，具体涉及一种锌镍全液流电池。本发明的锌镍全液流电池，包括正极、负极、隔膜，正极包括正极储液罐和正极集流体，正极储液罐中储存有正极流体；负极包括负极储液罐和负极集流体，负极储液罐中储存有负极流体；所述正极流体包括氢氧化镍、科琴黑、碱、水，所述负极流体包括氧化锌、科琴黑、碱、水。本发明的锌镍全液流电池，正极流体采用了氢氧化镍悬浮液，负极流体采用了氧化锌悬浮液，提高了充放电效率，提高了液流电池的能量密度。

技术领域

本发明涉及液流电池技术领域，具体涉及一种锌镍全液流电池。

背景技术

液流电池作为一种新型的储能电池，具有设计灵活、寿命长、效率高、可深度放电等优点，特别是作为大规模储能电池时，具有选址自由、成本低等规模优势，在风力发电、光伏发电、电网调峰、分布电站等领域都具有良好的应用前景。

液流电池的活性物质存在与溶液中，充放电时不会产生其他电池的固相变化和形貌改变等电极退化等问题，避免了由于电极材料结构的变化导致的循环性能下降的问题。

锌镍液流电池是一种新兴的液流电池，电极材料成本低廉，适合于大规模应用。专利号为201310696105.0的发明专利中公开了一种锌镍双液流电池，包括镍电极正极、阳离子交换膜、环形框体、阴离子交换膜、负极。正极电解液为氢氧化钾等的水溶液，负极电解液采用硫酸锌的水溶液，环形框体内还设置有第三种溶液，即硫酸钾水溶液。这种电池的结构较为复杂，不利于降低成本。专利号为2012104873031的发明专利公开了一种半固态锌镍液流电池，包括电堆、正极储液罐、负极储液罐、循环泵、管路，单电池包括正极、负极、隔膜。正极储液罐内装有正极电解液，负极储液罐内装有负极电解液。正极电解液为含有镍的活性物质悬浮于碱性电解液，负极电解液为含有可溶性锌盐的碱性电解液。由于该半固态锌镍液流电池中的负极电解液采用了可溶性锌盐的碱性电解液，锌盐溶解在了电解液中，充放电时经过锌单质的沉积和锌离子的重新生成的过程，充放电效率较低，能量密度较低。

发明内容

本发明提供一种具有较高能量密度的锌镍全液流电池。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案如下：

一种锌镍全液流电池，包括正极、负极、隔膜，正极包括正极储液罐和正极集流体，正极储液罐中储存有正极流体；负极包括负极储液罐和负极集流体，负极储液罐中储存有负极流体；所述正极流体包括氢氧化镍、科琴黑、碱、水，所述负极流体包括氧化锌、科琴黑、碱、水。

上述正极流体即为正极电解液。负极流体即为负极电解液。

所述正极流体中的氢氧化镍为悬浮颗粒，所述负极流体中的氧化锌为悬浮颗粒。

所述正极流体中氢氧化镍的含量为90-600g/L。

所述正极流体中科琴黑的含量为5-60g/L。

所述正极流体中碱的质量浓度为20-40％。

所述正极流体中的碱为氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化锂中的至少一种。正极流体中的碱为第一碱。优选的，第一碱由氢氧化钾和氢氧化钠中的任一个与氢氧化锂组成。氢氧化钾和氢氧化钠中的任意一个与氢氧化锂的摩尔比为6-10:1。

所述负极流体中氧化锌的含量为120-500g/L。

所述负极流体中科琴黑的含量为10-80g/L。

所述负极流体中碱的质量浓度为20-40％。

所述负极流体中的碱为氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化锂、氢氧化钙中的至少一种。负极流体中的碱为第二碱。优选的，负极流体中的碱由氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化锂中的至少一个与氢氧化钙组成。二者的摩尔比为5-8:1。进一步优选的，由氢氧化钾、氢氧化钠中的任意一个与氢氧化锂及氢氧化钙组成。三者的摩尔比为5-8:2-3:1。