[发明专利]一种液流电池及其充电再生循环系统

说明书

本发明实施例公开了一种液流电池及其充电再生循环系统。通过在外部设置第一活性物质输入输出单元和第二活性物质输出单元，当电池单元放电时第一活性物质输入输出单元可以持续地向第一反应室提供第一活性物质，第二活性物质输入输出单元可以持续地向第二反应室提供第二活性物质，使得第一活性物质持续进入第一反应室内发生氧化反应(或者还原反应)，第二活性物质持续进入第二反应室内发生还原反应(或者氧化反应)，外电路持续获得电子流过，从而电池单元能够持续向用电负载提供电能，由此，从外部持续地向电池单元提供第一活性物质和第二活性物质，可以提高活性物质的能量密度，加快电池的再生速度，且电池结构简单，实现成本也比较低。

技术领域

本发明实施例涉及电池技术领域，尤其涉及一种液流电池及其充电再生循环系统。

背景技术

现有技术中，典型的化学电池技术路线有酸蓄电池、碱蓄电池、锂离子电池、金属空气电池、燃料电池和液流电池等，其根本原理都是相同的。通常，包括四个基本要素，负极活性物质、正极活性物质、电解质和隔膜。在电池放电过程中，负极活性物质发生氧化反应，释放电子；正极活性物质发生还原反应，接受电子；电子通过外电路从负极迁移至正极；在负极和正极的氧化反应和还原反应中，除了电子的释放和接收外，还会在负极产生带正电荷的阳离子或在正极产生带负电荷的阴离子；电解质介于负极活性物质与正极活性物质之间，在二者之间作为离子向对方迁移的载体；隔膜介于负极活性物质与正极活性物质之间，防止二者直接发生反应；离子在负极和正极之间的电场力作用下可以穿过电解质和隔膜，但电子不能；部分应用中，电解质与隔膜可以合二为一。

由于负极和正极发生的氧化和还原反应，各自产生的电势不一样，在负极和正极之间就产生了电势差，即电压。只要负极和正极有活性物质存在，在外电路上即可持续发生电子流动，产生电流，实现电池向外输出电流，化学能转化为电能。二次电池的充电过程则相反，在外电势作用下，离子和电子各自沿上述放电时的路径逆向还原，形成完整的电池系统放电-充电再循环过程。

然而，这些化学电池技术路线，存在不同程度的不足，例如：能量密度不够高、充电速度不够快、结构复杂、成本高、循环寿命短、回收处理污染大等不足，作为电动汽车等移动设备的动力电池时，存在续航里程短、充电时间长、购买成本高等缺点。

发明内容

本发明提供一种液流电池及其充电再生循环系统，该液流电池能量密度高、充放电速度快、安全、结构简单且成本低廉。

第一方面，本发明实施例提供了一种液流电池，该液流电池包括：第一活性物质输入输出单元、第二活性物质输入输出单元、反应物存储单元、以及至少一个电池单元，其中，所述电池单元包括第一反应室、第二反应室、第一集电板、第二集电板、以及连接在所述第一反应室和所述第二反应室之间的离子通道，其中，所述第一集电板与所述第一反应室电连接，所述第二集电板与所述第二反应室电连接；所述第一活性物质输入输出单元与所述第一反应室连通，所述第二活性物质输入输出单元与所述第二反应室连通；

所述第一活性物质输入输出单元用于在所述电池单元放电时向所述第一反应室提供第一活性物质；所述第二活性物质输入输出单元用于在所述电池单元放电时向所述第二反应室提供第二活性物质；其中，所述第一集电板和所述第二集电板中的一者为正极，另一者为负极；所述第一反应室中的所述第一活性物质根据所述第一集电板的极性发生第一反应，所述第二反应室中的所述第二活性物质根据所述第二集电板的极性发生第二反应，其中所述第一反应和所述第二反应中的一者为氧化反应，另一者为还原反应；

所述反应物存储单元用于储存所述电池单元放电时产生的产物。