[发明专利]一种泥浆型钛锰液流电池

权利要求书

1.一种钛锰液流电池，包括电池模块、正负极电解液储液罐、循环泵和正负极循环管路；电池模块由一节或二节以上单电池串联而成，包括电池端板、双极板、电极、隔膜和电极框，其中，正极电解液储液罐经正极循环管路与电池模块的正极相通，负极电解液储液罐经负极循环管路与电池模块的负极相通，其特征在于：

所述钛锰液流电池还包括与电池模块电连接的正负极转换开关，在单电池每运行100-1000循环或电池衰减超过20％，在电池放电末期，打开正负极转换开关，进行正负极转换，循环往复；

所述钛锰液流电池中，负极氧化还原电对为Ti³⁺/Ti⁴⁺，正极的氧化还原电对为Mn²⁺/Mn³⁺/MnO₂，其中，正负极电解液分别从正负极储液罐底部的出口流出，从正负极储液罐顶部或者上部的入口流入；

所述钛锰液流电池每次充电截止后，正极电解液状态为泥浆状固液混合物。

2.根据权利要求1所述的钛锰液流电池，其特征在于：所述泥浆状正极电解液中，泥浆颗粒尺度在1nm-1000nm。

3.根据权利要求1所述的钛锰液流电池，其特征在于：充电时，正极和负极电解液分别经由循环泵从正极和负极电解液储液罐输送至正极和负极，Ti⁴⁺离子在负极还原为Ti³⁺离子，Mn²⁺离子在正极氧化为Mn³⁺后再次被氧化为MnO₂，形成泥浆型溶液；放电时，Ti³⁺离子在负极氧化为Ti⁴⁺离子经由泵回到负极储液罐中；MnO₂粒子在正极被还原为Mn³⁺后再次被还原为Mn²⁺离子或MnO₂粒子在正极直接还原为Mn²⁺，经由泵回到正极储液罐中，不断循环流动。

4.根据权利要求1所述的钛锰液流电池，其特征在于：正负极电解液均为含有不同价态锰离子和不同价态钛离子的硫酸溶液，硫酸根的浓度范围为0.1mol dm^-3～6mol dm^-3，锰离子和钛离子的比例不限，锰离子和钛离子浓度范围为0.1mol dm^-3～5mol dm^-3。

5.根据权利要求1所述的钛锰液流电池，其特征在于：所述正负极储液罐底部包括圆锥形、U型或椭圆形的过渡区，用于形成最下端出口，所述过渡区的高度为0.01m～5m。

6.根据权利要求1所述的钛锰液流电池，其特征在于：所述正极和负极均采用板状或多孔状的金属或碳材料；所述碳材料为碳布或碳纸。

7.根据权利要求1所述的钛锰液流电池，其特征在于：所述隔膜为离子交换膜，多孔膜或微孔膜。