一种氯镁电池及其储能方法技术

本发明专利技术提供一种氯镁电池及其储能方法，涉及电池技术领域。氯镁电池包括电池本体、氯气循环装置和电解液循环装置。电池本体包括壳体以及设置于壳体内并将壳体分隔成正极区域和负极区域的膜组件。壳体内设置有镁盐非水电解液。正极区域内设置有用于氯气反应的正极板。负极区域内设置有负极板。正极区域与氯气循环装置连通。负极区域与电解液循环装置连通。氯镁电池储能方法包括：将发电装置与氯镁电池电连接并向氯镁电池内输入电解液，将产生的氯气收集以备于循环利用。本氯镁电池属于大型储电装置，主要用于间歇性发电装置的储电设备或电站。通过氯气循环装置和电解液循环装置能够将氯镁电池工作过程产生的氯气和电解液收集以备于循环利用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电池
，且特别涉及一种氯镁电池及其储能方法。
技术介绍
电能作为最主要的二次能源为人类社会的发展进步做出了重要贡献。电能主要通过其他一次能源转化而得，因此一次能源危机直接影响到电能的稳定供应。在我国，每年在用电高峰负荷期间因拉闸限电造成的经济损失难以估量，同时传统火力发电带来的环境污染问题也不容忽视。目前，电力的生产和消费几乎是同时发生的。电能短缺和环境恶化问题已经成为制约我国国民经济可持续发展的两大问题。如何方便经济地储存电力，仍然是困扰科学家的难题，目前人们还无法实现大规模的储存电能，因此研究先进的电能存储技术来实现能量的节能使用具有重要的理论研究意义和实用价值。现有的电池储能设备中，虽然已在安全性能、转换效率和经济性能等方面取得重大突破，产业化应用的条件日趋成熟。但是，在目前的电池储能中也存在一些问题，例如：铅酸电池：能量密度低、循环寿命短以及制造过程中易对环境造成污染等；镍镉电池：长期浅充放电时有记忆效应、镉材料价格较贵以及会对环境造成严重污染，因此必须做到安全使用和回收；镍氢电池：自放电较大以及循环寿命较低；锂离子电池：具有成本较高的问题；钠硫电池：有一定安全隐患，且目前成本较高，因此应用规模还有待进一步挖掘。因此，上述电池储能设备难以直接应用于发电装置的储能，针对该问题，亟须给出解决方案。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种氯镁电池，其能够与发电装置配合使用，解决了电力存储技术为实现电网可持续发展目标、解决电量供需不平衡矛盾和提高供电可靠性等问题。本专利技术的另一目的在于提供一种氯镁电池储能方法，其能够使用上述的氯镁电池实现电能的储存。本专利技术解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。本专利技术提出一种氯镁电池，包括电池本体、用于储存氯气的氯气循环装置和用于储存电解液的电解液循环装置。电池本体包括壳体以及设置于壳体内并将壳体分隔成正极区域和负极区域的膜组件。壳体内设置有镁盐非水电解液。正极区域内设置有用于氯气反应的正极板。负极区域内设置有负极板。正极区域与氯气循环装置连通。负极区域与电解液循环装置连通。本专利技术提出一种氯镁电池储能方法，其包括：将发电装置与氯镁电池电连接并向氯镁电池内输入电解液，将产生的氯气收集以备于循环利用。本专利技术的有益效果为：本氯镁电池属于大型储电装置，主要用于间歇性发电装置的储电设备或电站。具有结构简单和易于制造等特点。氯镁电池的正极区域与氯气循环装料连通，负极区域与电解液循环装置连通，使得氯镁电池储存电能时产生的氯气能够经由氯气循环装置收集并以备于氯镁电池输出电能时循环利用，同时，使得氯镁电池输出电能时产生的电解液经由电解液循环装置收集并以备于氯镁电池储存电能时循环利用。本氯镁电池配合间歇性发现装置使用，既能够实现大规模间歇性发电装置的稳定储能，还能够提高电网经济性、安全性和可靠性，符合国家目前大力提倡的新能源利用和发展，具有显著的经济效益和社会效益。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，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，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相关的附图。图1为本专利技术实施例提供的氯镁电池的结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的氯气循环转装置的结构示意图；图3为本专利技术实施例提供的电解液循环装置的结构示意图。图标：100-氯镁电池；110-电池本体；111-壳体；112-膜组件；113-正极板；114-负极板；115-附着层；116-正极区域；117-负极区域；120-氯气循环装置；121-氯气循环罐；122-氯气源；123-吸收机构；124-第一管道；125-第二管道；126-第一调节阀；127-第二调节阀；128-第三调节阀；130-电解液循环装置；131-电解液循环罐；132-进液口；133-出液口；134-第三管道；135-第四管道；136-第四调节阀；137-第五调节阀；138-循环泵。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。下面对本专利技术实施例的氯镁电池100及其储能方法进行具体说明。请参照图1，本实施例提供的一种氯镁电池100，其包括电池本体110、氯气循环装置120和电解液循环装置130。请参照图2，电池本体110包括壳体111、膜组件112、正极板113和负极板114。其中，壳体111为类似于长方体的密闭结构。膜组件112设置于壳体111内部，且膜组件112将壳体111的内部分隔形成相对设置的正极区域116和负极区域117。正极区域116内设置有用于氯气反应的正极板113，即可以理解为氯气和正极板113组成电池的正极，可以称为氯气电极。负极区域117内设置有负极板114，即可以理解为负极板114为电池本体110的负极。壳体111内部设置有电解液，膜组件112、正极板113和负极板114均浸入于电解液内。作为优选，正极板113和负极板114均为板状结构，通过将正极板113和负极板114均设置为板状结构，能够增加电解液与正极板113和负极板114的接触面积，保证氯镁电池100内部反应的稳定和持续进行。正极板113选自石墨电极板或铂电极板。石墨电极板或铂电极板均具有性质稳定和导电性好等特点，保证氯镁电池100的储电效率和使用寿命。正极板113作为氯镁电池100的正极，其发生的反应为：氯镁电池100储存电能时，正极的反应机理为：2Cl-→Cl2+2e；氯镁电池100输出电能时，正极的反应机理为：Cl2+2e→2Cl-。负极板114选自石墨、铜、铜箔、铁和铝中至少一种制成的电极板，即负极板114可以选自其中材料的一种，也可以选自其中多种材料的任意比例混合。本实施例不在于限定负极板114的电极板材料，只要能够实现负极板114的电极板材料不与电解液发生反应即可。负极板114作为氯镁电池100的负极，其发生的反应为：氯镁电池100储存电能时，正极的反应机理为：Mg2++2e→Mg；氯镁电池100输出电能时，正极的反应机理为：Mg→Mg2++2e。氯镁电池100在储存电能的过程中，电解液中产生的镁会在负极板114聚集并形成附着层115。由于使用板状结构的负极板114，能够实现镁在负极板114的快速和均匀聚集，即附着层115为均匀分布的镁金属层，保证氯镁电池100内部反应的稳定和持续。氯镁电池100在输出电能的过程中，负极板114附着的镁金属附着层115能够与电解液发生反应，氯镁电池100放电完成，附着层115与电解液反应完全。电解液包括镁盐和有机溶剂。镁盐可以选自MgCl2，也可以选自MgCl2和Mg(ClO4)2的混合物。其中，MgCl2和Mg(ClO4)2在有机溶剂中具备较好的溶解性、稳定性和电导率，能够进一步为氯镁电池100提供镁离子，以保证氯镁电池100的储电性能。有机溶剂选自醚类化合物。其中，醚类化合物选自四氢呋喃、2-甲基-四氢呋喃、二乙二醇二甲氧醚、四乙二醇二甲醚和二甲氧基甲烷中至少一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种氯镁电池，其特征在于，包括电池本体、用于储存氯气的氯气循环装置和用于储存电解液的电解液循环装置，所述电池本体包括壳体以及设置于所述壳体内并将所述壳体分隔成正极区域和负极区域的膜组件，所述壳体内设置有镁盐非水电解液，所述正极区域内设置有用于氯气反应的正极板，所述负极区域内设置有负极板，所述正极区域与所述氯气循环装置连通，所述负极区域与所述电解液循环装置连通。

【技术特征摘要】
1.一种氯镁电池，其特征在于，包括电池本体、用于储存氯气的氯气循环装置和用于储存电解液的电解液循环装置，所述电池本体包括壳体以及设置于所述壳体内并将所述壳体分隔成正极区域和负极区域的膜组件，所述壳体内设置有镁盐非水电解液，所述正极区域内设置有用于氯气反应的正极板，所述负极区域内设置有负极板，所述正极区域与所述氯气循环装置连通，所述负极区域与所述电解液循环装置连通。2.根据权利要求1所述的氯镁电池，其特征在于，所述正极板板选自石墨或铂。3.根据权利要求1所述的氯镁电池，其特征在于，所述电解液包括镁盐和有机溶剂，所述有机溶剂选自醚类化合物中。4.根据权利要求3所述的氯镁电池，其特征在于，所述醚类化合物选自四氢呋喃、2-甲基-四氢呋喃、二乙二醇二甲氧醚、四乙二醇二甲醚和二甲氧基甲烷中的至少一种。5.根据权利要求3所述的氯镁电池，其特征在于，所述镁盐选自MgCl2或MgCl2和Mg(ClO4)2的混合物。6.根据权利要求1所述的氯镁电池，其特征在于，所述氯气循环装置包括氯气循环罐和氯气...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘胜明，
申请(专利权)人：西华大学，
类型：发明
国别省市：四川;51