[发明专利]一种大规模储能低成本中性液流电池的制备方法

权利要求书

1.一种大规模储能低成本中性液流电池的制备方法，其特征是，以铁的化合物和辅助中性盐水溶液作为正极电解液，以硫的化合物和辅助中性盐水溶液作为负极电解液，以离子交换膜作为隔膜，以镍网、石墨毡或碳毡作为电极，组装成中性液流电池，包括以下步骤和工艺条件：

(1)根据中性液流电池体系的不同，离子交换膜为钾离子型、钠离子型或锂离子型，利用去离子水分别配制的KOH、LiOH或者NaOH碱溶液；

(2)将离子交换膜在1～3mol L^-1的酸溶液中进行酸煮1～5h，然后用去离子水进行水煮；

(3)将步骤(2)所得到的离子交换膜在步骤(1)的碱溶液中进行碱煮1～5h，然后用去离子水进行水煮；

(4)将步骤(3)所得的离子交换膜在50～80℃下干燥；

(5)正极电解液的制备；

(6)负极电解液的制备；

(7)将正极电解液、负极电解液、隔膜和电极进行中性液流电池的组装和测试。

2.根据权利要求1所述的大规模储能低成本中性液流电池的制备方法，其特征是，正极电解液中，铁的化合物为活性分子，铁的化合物采用氯化铁、硫酸铁、乙酸铁、甲酸铁、铁氰化钾、亚铁氰化钾、铁氰化钠、亚铁氰化钠，铁氰化铵、亚铁氢化铵、铁氰化锂的一种，辅助中性盐水溶液为氯化钠、氯化钾、氯化铵、氯化锂、硫酸钠、硫酸钾、硫酸锂、硫酸铵、碳酸钠、碳酸钾、碳酸锂，碳酸铵、碳酸氢钠、碳酸氢钾、碳酸氢铵、硝酸钠、硝酸钾、硝酸锂、硝酸铵的一种水溶液，铁的化合物摩尔浓度为0.1mol L^-1～4mol L^-1，辅助中性盐水溶液摩尔浓度为0.1mol L^-1～2mol L^-1。

3.根据权利要求1所述的大规模储能低成本中性液流电池的制备方法，其特征是，负极电解液中，硫的化合物为活性分子，硫的化合物采用硫化钾、多硫化钾、硫化钠、多硫化钠、硫化锂、多硫化锂、硫化铵、多硫化铵、硫化钙、多硫化钙的一种，辅助中性盐水溶液为氯化钠、氯化钾、氯化铵、氯化锂、硫酸钠、硫酸钾、硫酸锂、硫酸铵、碳酸钠、碳酸钾、碳酸锂，碳酸铵、碳酸氢钠、碳酸氢钾、碳酸氢铵、硝酸钠、硝酸钾、硝酸锂、硝酸铵的一种水溶液，硫的化合物摩尔浓度为0.3mol L^-1～10mol L^-1，辅助中性盐水溶液摩尔浓度为0.1mol L^-1～2molL^-1。

4.根据权利要求1所述的大规模储能低成本中性液流电池的制备方法，其特征是，离子交换膜为Nafion膜、PP膜、PE膜、PEO膜、SPEEK膜、SPES膜、PVDF、PTFE或PBI膜的一种。

5.根据权利要求1所述的大规模储能低成本中性液流电池的制备方法，其特征是，电极厚度为1～8mm。

6.根据权利要求1所述的大规模储能低成本中性液流电池的制备方法，其特征是，步骤(1)中，KOH、LiOH或者NaOH碱溶液的摩尔浓度为0.8mol L^-1～3mol L^-1。

7.根据权利要求1所述的大规模储能低成本中性液流电池的制备方法，其特征是，步骤(2)中，酸溶液为硫酸、盐酸或者硝酸的一种，酸煮温度40℃～90℃，酸煮时间为1～5h；水煮温度40℃～90℃，水煮时间0.5～2h。

8.根据权利要求1所述的大规模储能低成本中性液流电池的制备方法，其特征是，步骤(3)中，碱煮温度50℃～90℃，酸煮时间为1～4h；水煮温度50℃～100℃，水煮时间0.5～3h。

9.根据权利要求1所述的大规模储能低成本中性液流电池的制备方法，其特征是，步骤(2)、(3)中，水煮后的离子交换膜在常温去离子水中浸泡10～24h。

10.根据权利要求1所述的大规模储能低成本中性液流电池的制备方法，其特征是，步骤(4)中，离子交换膜干燥时间为24～48h。