[发明专利]一种碱性全铁液流电池

权利要求书

1.一种碱性全铁液流电池，包括负极电解液和正极电解液，其特征在于：负极电解液为强碱水溶液，其中含有铁离子和葡萄糖酸离子形成的络合物；正极电解液为强碱水溶液，其中含有铁氰化物Fe(CN)₆^3-或者亚铁氰化物Fe(CN)₆^4-中的一种或两种；负极电解液中葡萄糖酸离子的摩尔浓度为0.1～3 mol/L，铁离子0.1～1.5 mol/L；负极电解液中铁离子与葡萄糖酸根离子的摩尔比为1：1；负极电解液中强碱的摩尔浓度为4.2～5 mol/L；

所述负极电解液按如下过程制备而成：将铁盐中的一种或两种以上与葡萄糖酸盐中的一种或两种以上混合后加入去离子水在20～100 ℃下充分搅拌0.5～10小时制成均匀溶液，再加入强碱中的一种或者两种以上，20～100 ℃下充分搅拌0.5～10小时制成均匀溶液；或将葡萄糖酸铁或者葡萄糖酸亚铁加入去离子水制成均匀溶液，再加入强碱中的一种或者两种以上，20～100 ℃下充分搅拌0.5～10小时制成均匀溶液。

2.根据权利要求1所述的碱性全铁液流电池，负极电解液中葡萄糖酸离子的摩尔浓度为0.1～1 mol/L，铁离子0.1～1 mol/L。

3.根据权利要求1所述的碱性全铁液流电池，其特征在于：正极电解液中强碱的摩尔浓度为0.1～5 mol/L。

4.根据权利要求1所述的碱性全铁液流电池，其特征在于：正极电解液中铁氰化物Fe(CN)₆^3-和亚铁氰化物Fe(CN)₆^4-的总摩尔浓度为0.1～1.2 mol/L。

5.根据权利要求1或3所述的碱性全铁液流电池，其特征在于：强碱包括氢氧化锂、氢氧化钠、氢氧化钾中的一种或两种以上。

6.根据权利要求1所述的碱性全铁液流电池，其特征在于：所述正极电解液按如下过程制备而成：

将亚铁氰化物或铁氰化物中的一种或两种以上溶解于强碱溶液中，在温度为20～100℃下充分搅拌0.5～10小时制成均匀溶液。

7.根据权利要求1所述的碱性全铁液流电池，其特征在于：

所述铁盐为三价铁盐，三价铁盐包括氯化铁、溴化铁、碘化铁、硫酸铁、硝酸铁、碳酸铁，草酸铁中的一种或两种以上；葡萄糖酸盐包括：葡萄糖酸锂、葡萄糖酸钠、葡萄糖酸钾、葡萄糖酸铵、葡萄糖酸镁、葡萄糖酸钙、葡萄糖酸锌、葡萄糖酸铈中的一种或两种以上；

所述的亚铁氰化物包括亚铁氰化钾、亚铁氰化钠、亚铁氰化锂、亚铁氰化铵、亚铁氰化镁或亚铁氰化钙中的一种或两种以上；铁氰化物包括铁氰化钾、铁氰化钠、铁氰化锂、铁氰化铵、铁氰化镁或铁氰化钙中的一种或两种以上。

8.根据权利要求1所述的碱性全铁液流电池，其特征在于：正和／或负极电解液中还加入有氯化钾、氯化钠、硫酸钠、氯化铵、醋酸铵、硫酸钾的可溶性盐中的一种或两种以上作为辅助电解质，以提高电解液的电导率；所述的辅助电解质的摩尔浓度为0.001～5 mol/L。

9.根据权利要求1所述的碱性全铁液流电池，其特征在于：所述的碱性全铁液流电池包括一节单电池或二节以上单电池电路串和/或并联而成的电池模块、装有正极电解液的储液罐、装有负极电解液的储液罐、循环泵和循环管路，所述单电池包括依次层叠的正极集流板、正极、离子传导膜、负极、负极集流体，所述离子传导膜为非氟阳离子交换膜；所述非氟阳离子交换膜为磺化聚醚酮类和／或磺化聚醚砜类离子交换膜；所述的正和负极电极分别为碳毡、碳纸或碳布中的一种或两种以上的多孔碳材料；正和负极集流体分别为石墨板或铜板。