一种液流锌空电池制造技术

本发明专利技术提供了一种液流锌空电池，包括：电池组、循环管道、泵、电解液罐体；电池组包括至少一个电池单体；电池单体包括空气电极层、锌电极层、电解液层，电池单体的电解液层相互连通；电池组的电解液层与电解液罐体通过循环管道相互连通，泵用于驱动电解液在电解液罐体、循环管道以及电池组的电解液层之间循环流动。锌空电池在充电时形成的锌枝晶在氧化后会形成氧化锌，而氧化锌在电解液的冲洗下会缓慢地进行溶解与沉积的双向过程，这个溶解的速度取决于电解液的液流速度。不规则的氧化锌枝晶在电解液的冲洗下，会缓慢溶解，并在重力的作用下沉积在锌极板的表面，彻底避免了过度生长并造成正负极短路的可能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及蓄电池
，具体地，涉及一种液流锌空电池。
技术介绍
锌空电池具有非常低廉的成本，原材料大量可得，其成本是铅酸电池的一半，是锂电池的1/6。同时，其能量密度可以高达350W/g，是目前锂电池技术的2倍，是铅酸电池的10倍。锌空电池不含任何容易导致燃烧或爆炸的材料，非常安全。锌空电池是一种非常具有竞争力的技术。可是，多年来业界始终没能彻底解决锌空电池的锌枝晶生成、碱性电解液吸收二氧化碳。在实际操作中，业界开发了多种对于锌枝晶的生长抑制剂，如添加铅离子等；也专利技术了不吸收二氧化碳的方法，以尽可能地提高锌空电池的循环寿命。锌空电池的循环寿命，也从最初的3-5次，逐步提高到目前的200次(挪威Revolt公司的数据)。但是，即便是200次的循环寿命，仍然远远低于锂电池的3000次循环寿命，更低于市场对于蓄电池的寿命需求。为彻底解决锌空电池的循环寿命问题，业界专利技术了多种变通的方法，通过直接更换锌电极的方法，或者专利技术锌颗粒在电池内部流动的方法，来规避锌枝晶生长带来的困扰。如以色列Electric-Fuel Limited公司、国内的北京中航长力公司、上海力富新能源公司、武汉泓元等公司都开发了更换极板的锌空电池技术，西安通瑞开发了锌颗粒流动的锌空电池技术。但是上述办法必然要求配套整个回收的锌极板进行还原再生的工厂，庞大的产业链，以及回收再生的高成本，使得这种“机械式”充电的模式举步维艰。美国的EOS Energy Storage LLC公司专利技术了集中式极板的方法，上下层布置的锌空电池单体之间共享电解液。上层生成的锌通过重力，自然沉积到下层电池的锌极板上面，从而可以在某种程度上减轻锌枝晶生成和锌腐蚀对正极的破坏，延长锌空电池的循环寿命。但是经理论分析，我们认为该方法的改善效果有限。E0S公司号称其锌空电池的循环寿命已经达到破纪录的5000次，但是市场上始终没能见到他们的示范样品。有鉴于此，有必要寻找一种更加合理的减轻锌枝晶生成的负面影响，延长锌空蓄电池循环寿命的方法。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种液流锌空电池。根据本专利技术提供的一种液流锌空电池，包括:电池组、循环管道、栗、电解液罐体；所述电池组包括至少一个电池单体；所述电池单体包括空气电极层、锌电极层、电解液层；所述空气电极层设于所述电解液层顶部形成电池单体的正极，所述锌电极层设于所述电解液层底部形成电池单体的负极，所述电池单体的电解液层相互连通；所述电池组的电解液层与所述电解液罐体通过所述循环管道相互连通，所述栗用于驱动电解液在所述电解液罐体、循环管道以及所述电池组的电解液层之间循环流动。作为一种优化方案，所述电解液为碱性电解液。作为一种优化方案，所述电解液包括Κ0Η、或NaOH。作为一种优化方案，所述电解液为酸性或中性电解液。作为一种优化方案，所述电解液包括NH4C1、或KC1。作为一种优化方案，所述电解液包含了溶解饱和的ZnO。作为一种优化方案，还包括控制模块，所述控制模块与所述栗相连；所述控制模块用于控制所述栗驱动所述电解液的功率和周期。作为一种优化方案，所述电池组包括多个相互串联连接的所述电池单体，且所述电池单体的电解液层依次连通，首尾两个所述电池单体的电解液层通过所述循环管道连通所述电解液罐体。作为一种优化方案，所述电池组包括多个相互并联连接的所述电池单体，且所述电池单体的电解液层依次连通，首尾两个所述电池单体的电解液层通过所述循环管道连通所述电解液罐体。与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果:锌空电池在充电时形成的锌枝晶在氧化后会形成氧化锌，而氧化锌在电解液的冲洗下会缓慢地进行溶解与沉积的双向过程，这个溶解的速度取决于电解液的液流速度。不规则的氧化锌枝晶在电解液的冲洗下，会缓慢溶解，并在重力的作用下沉积在锌极板的表面，彻底避免了过度生长并造成正负极短路的可能。本专利技术还有一个有益效果，即集中的电解液可以方便地定期更换。当电解液使用一段时间之后，容易因为吸收空气里面的C02而碳酸盐化，也容易因为环境的湿度变化而失水。由于电解液集中且与电解液罐体、栗相连，可以方便地定期维护或者更换电解液，大大延长锌空电池的循环寿命。【附图说明】为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。附图中:图1是可选实施例中的一种具有一个单体的液流锌空电池结构；图2是可选实施例中的一种液流锌空电池单体结构；图3是可选实施例中的一种具有多个单体的液流锌空电池结构。图中:1-电池组、11-空气电极层、12-锌电极层、13-电解液层、14-逐渐溶解的锌枝晶、2-栗、3-电解液罐体、4-循环管道。【具体实施方式】下文结合附图以具体实施例的方式对本专利技术进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本专利技术，但不以任何形式限制本专利技术。应当指出的是，还可以使用其他的实施例，或者对本文列举的实施例进行结构和功能上的修改，而不会脱离本专利技术的范围和实质。在本专利技术提供的一种液流锌空电池的实施例中，如图1-3所示，根据本专利技术提供的一种液流锌空电池，包括:电池组1、循环管道4、栗2、电解液罐体3 ;所述电池组1包括至少一个电池单体；所述电池单体包括空气电极层11、锌电极层12、电解液层13 ；所述空气电极层11设于所述电解液层13顶部形成电池单体的正极，所述锌电极层12设于所述电解液层13底部形成电池单体的负极，所述电池单当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种液流锌空电池，其特征在于，包括：电池组、循环管道、泵、电解液罐体；所述电池组包括至少一个电池单体；所述电池单体包括空气电极层、锌电极层、电解液层；所述空气电极层设于所述电解液层顶部形成电池单体的正极，所述锌电极层设于所述电解液层底部形成电池单体的负极，所述电池单体的电解液层相互连通；所述电池组的电解液层与所述电解液罐体通过所述循环管道相互连通，所述泵用于驱动电解液在所述电解液罐体、循环管道以及所述电池组的电解液层之间循环流动。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄亮国，
申请(专利权)人：黄亮国，
类型：发明
国别省市：上海;31