【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于液流电池的，尤其涉及一种非固定负极锌基液流电池。
技术介绍
1、液流电池是一种颇具潜力的大规模储能技术，因其充放电特性良好，功率单元和容量单元可以独立设计，循环寿命长等优点，受到广泛的关注。锌基液流电池是一类负极发生锌的沉积与溶解的液流电池，它具有成本低，电解液无交叉污染等优点。且锌的氧化还原电位较低(-0.76vvs she)，锌基液流电池具有更高的电压和功率密度。
2、然而，在锌沉积的过程中，受电荷分布等影响，锌单质易长成树枝状(锌枝晶)，尖锐且杂乱无章，极易刺穿隔膜，造成正极溴产物穿梭至负极，发生自放电；严重的，锌枝晶与正极接触，造成短路，电池失效。再者，有限的沉积空间也极大的限制沉积量，也就限制了电池的容量，造成能量密度偏低的结果。通常的解决方案是改性电极材料，或优化电解液，使锌的沉积更加均匀，从而减少锌枝晶的产生，提高了沉积量，电池的性能得到优化。然而这样做无法从根本上解决锌枝晶问题，只是缓解而已，对沉积容量的改善也很有限，能量密度提高较小。
3、另外，专利公开号cn 114628715a公开了一种提高锌溴液流电池面容量和循环稳定性的方法，在组装电池的过程中，将一定厚度的玻璃纤维膜放置在隔膜与负极碳毡电极之间，可以为负极锌沉积提供大量的沉积空间，有效地防止锌枝晶的生成，避免锌枝晶刺破隔膜致使电池失效。又如专利公开号cn 112928319a一种高容量锌溴单液流电池结构，包括一节单电池或由二节以上电池串联而成的电池组，单电池包括依次层叠设置的正极集流板、中部带有通孔的正极电极框、置于
技术实现思路
1、针对锌基液流电池锌沉积容量有限，能量密度不高的问题技术问题，本专利技术提出一种非固定负极锌基液流电池，同步扩大锌沉积空间，增加了沉积容量，从而提高了电池系统的能量密度。
2、为了达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：
3、一种非固定负极锌基液流电池，包括电堆、电解液储存罐、循环泵和循环管路，所述电堆包括正极端板、电池组件、负极端板，所述电池组件包括依次叠合的正极集流体、正极电极框、正极片、隔膜、负极电极框、负极片和负极集流体，正极片和负极片分别设于正极电极框和负极电极框中；所述负极片与负极集流体之间设有导电的弹性组件，弹性组件的两端分别固定在负极片和负极集流体表面，将负极片与负极集流体之间隔开，在重力作用下所述弹性组件在负极片上锌的沉积和溶解的过程中能够进行压缩和回弹，使负极片能够远离和靠近隔膜。
4、所述弹性组件包括至少一个压缩弹簧。
5、所述压缩弹簧的材料为导电材料，压缩弹簧的自由高度为3-5mm。
6、所述压缩弹簧的两端通过导电胶粘贴在负极片和负极集流体的表面。
7、所述弹性组件包括一个压缩弹簧，压缩弹簧的两端均固定在负极片和负极集流体的中心。
8、所述弹性组件包括三个压缩弹簧，三个压缩弹簧的高度相同，呈三角形分布。
9、所述弹性组件包括四个压缩弹簧，四个压缩弹簧的高度相同，位于负极片和负极集流体的的四个角。
10、所述正极集流体靠近正极片的一侧、负极集流体靠近负极片的一侧均设有石墨板，弹性组件固定在负极集流体的石墨板上。
11、所述负极电极框的厚度为5-10mm，负极片厚度4-6mm；正极电极框厚度2.5-4mm，正极片厚度4-6mm。
12、所述正极片和负极片均选自碳毡、石墨毡或者碳布。
13、本专利技术的有益效果：本专利技术锌基液流电池充电开始时，负极弹性组件处于伸长状态，随着充电的进行，负极沉积的锌层越来越厚，重量增加，弹性组件逐渐压缩，负极也逐渐远离隔膜，锌沉积空间也逐渐增加，沉积物不会与隔膜接触，无刺穿风险。放电时，锌层逐渐溶解，重量减小，弹性组件逐渐伸长，负极逐渐回复充电开始时的状态。该过程不会影响电池的其他性能，同时又增加了电池容量，提高了能量密度。本专利技术锌基液流电池实现了锌沉积的同时，同步增加沉积空间，增加了沉积量，提高了能量密度，同时，也不会影响电池其他性能。
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1.一种非固定负极锌基液流电池，包括电堆、电解液储存罐、循环泵和循环管路，所述电堆包括正极端板(1)、电池组件、负极端板(2)，所述电池组件包括依次叠合的正极集流体(3)、正极电极框(4)、正极片(5)、隔膜(6)、负极电极框(8)、负极片(7)和负极集流体(9)，正极片(5)和负极片(7)分别设于正极电极框(4)和负极电极框(8)中；其特征在于，所述负极片(7)与负极集流体(9)之间设有导电的弹性组件(10)，弹性组件(10)的两端分别固定在负极片(7)和负极集流体(9)表面，将负极片(7)与负极集流体(9)之间隔开，在重力作用下所述弹性组件(10)在负极片(7)上锌的沉积和溶解的过程中能够进行压缩和回弹，使负极片(7)能够远离和靠近隔膜(6)。
2.根据权利要求1所述的非固定负极锌基液流电池，其特征在于，所述弹性组件(10)包括至少一个压缩弹簧。
3.根据权利要求2所述的非固定负极锌基液流电池，其特征在于，所述压缩弹簧的材料为导电材料，压缩弹簧的自由高度为3-5mm。
4.根据权利要求3所述的非固定负极锌基液流电池，其特征在于，所述压缩弹簧
5.根据权利要求2-4任一项所述的非固定负极锌基液流电池，其特征在于，所述弹性组件(10)包括一个压缩弹簧，压缩弹簧的两端均固定在负极片(7)和负极集流体(9)的中心。
6.根据权利要求2-4任一项所述的非固定负极锌基液流电池，其特征在于，所述弹性组件(10)包括三个压缩弹簧，三个压缩弹簧的高度相同，呈三角形分布。
7.根据权利要求2-4任一项所述的非固定负极锌基液流电池，其特征在于，所述弹性组件(10)包括四个压缩弹簧，四个压缩弹簧的高度相同，位于负极片(7)和负极集流体(9)的的四个角。
8.根据权利要求1所述的非固定负极锌基液流电池，其特征在于，所述正极集流体(3)靠近正极片(5)的一侧、负极集流体(9)靠近负极片(7)的一侧均设有石墨板(12)，弹性组件(10)固定在负极集流体(9)的石墨板(12)上。
9.根据权利要求1所述的非固定负极锌基液流电池，其特征在于，所述负极电极框(8)的厚度为5-10mm，负极片(7)厚度4-6mm；正极电极框(4)厚度2.5-4mm，正极片(5)厚度4-6mm。
10.根据权利要求1所述的非固定负极锌基液流电池，其特征在于，所述正极片(5)和负极片(7)均选自碳毡、石墨毡或碳布。
...【技术特征摘要】
1.一种非固定负极锌基液流电池，包括电堆、电解液储存罐、循环泵和循环管路，所述电堆包括正极端板(1)、电池组件、负极端板(2)，所述电池组件包括依次叠合的正极集流体(3)、正极电极框(4)、正极片(5)、隔膜(6)、负极电极框(8)、负极片(7)和负极集流体(9)，正极片(5)和负极片(7)分别设于正极电极框(4)和负极电极框(8)中；其特征在于，所述负极片(7)与负极集流体(9)之间设有导电的弹性组件(10)，弹性组件(10)的两端分别固定在负极片(7)和负极集流体(9)表面，将负极片(7)与负极集流体(9)之间隔开，在重力作用下所述弹性组件(10)在负极片(7)上锌的沉积和溶解的过程中能够进行压缩和回弹，使负极片(7)能够远离和靠近隔膜(6)。
2.根据权利要求1所述的非固定负极锌基液流电池，其特征在于，所述弹性组件(10)包括至少一个压缩弹簧。
3.根据权利要求2所述的非固定负极锌基液流电池，其特征在于，所述压缩弹簧的材料为导电材料，压缩弹簧的自由高度为3-5mm。
4.根据权利要求3所述的非固定负极锌基液流电池，其特征在于，所述压缩弹簧的两端通过导电胶粘贴在负极片(7)和负极集流体(9)的表面。
5.根据权利要...
【专利技术属性】
技术研发人员：王钧锐，蔡迎军，闫杰杰，李林林，郑淮阳，王涛，
申请(专利权)人：郑州中科新兴产业技术研究院，
类型：发明
国别省市：
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