【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
1、储能技术在电网中发挥着越来越重要的作用；在最基本的层面上，这些储能资产提供平滑化(smoothing)以更好地匹配电网的发电和需求。由储能设备执行的服务在多个时间尺度(从毫秒到年)上都对电网有益。如今，存在可以支持从毫秒到小时的时间尺度的储能技术，但需要长时和超长时(总的来说，>8小时)的储能系统。
2、铁基负极电化学系统(或另一种说法是铁基阳极电化学系统)对于电化学储能是有吸引力的选择。然而，铁基负极可能难以实现高性能，尤其是在较低放电速率下，例如与大于约8小时(例如8小时、超过8小时、8-16小时、16小时、超过16小时、16-24小时、24小时、超过24小时、24-30小时、30小时、超过30小时等)的完全放电时间相关的放电速率。由于直接还原铁(“dri”)的成本，dri成为铁基负极的优异候选者，但尽管dri的材料性能很有前景，但由dri制造的电极在实现性能提高方面可能面临挑战。
3、由于铁和碱性电解质组分的低权益成本，铁基碱性电化学系统对电网规模的长时储能是有吸引力的选择。然而，铁基材料在碱性电解质中存在一些缺点，尤其是与析氢反应和自放电的竞争。此外，电网规模的储能需要使用与传统的铁电极材料相比成本更低的原材料，因此原材料纯度也较低。因此，可能难以使铁电极材料(尤其是金属铁-氢氧化铁反应(步骤1反应))循环。在大多数铁电极系统中，该步骤1反应对于实现电池组的高往返效率至关重要。
4、因此，需要改进具有铁基材料例如铁基负极的电化学系统的设计和组成，以增强此类系统的性
5、本
技术介绍
部分旨在介绍本领域的可能与本专利技术的实施方案相关的多个方面。因此，本部分中的前述讨论提供了用于更好地理解本专利技术的框架，并且不应视为对现有技术的承认。
技术实现思路
1、多个的系统、方法和设备包括使用锡、锑和/或铟作为具有铁基阳极的电化学系统例如电池组中的电解质和/或电极的添加剂。在一些方面，锡、锑和/或铟的添加可以改善铁基阳极的循环。
2、实施方案可包括一种电池组，包含：第一电极，包含直接还原铁(dri)或另一种海绵铁粉；电解质；和第二电极，其中第一电极或电解质包含添加剂，所述添加剂含有具有低析氢反应(her)活性和/或改善所述电池组的特性的元素。在一些实施方案中，该元素包括锡、锑和/或铟。在多个实施方案中，改善所述电池组的特性可包括以下一种或多种：改善第一电极的充电；改善第一电极的调节过程；改善第一电极的半电池反应的可逆性；以及改善第一电极的放电容量。
3、多个方面的系统、方法和设备包括在电化学系统例如电池组中使用高氢氧化物浓度电解质。在一些方面，高氢氧化物浓度电解质可以增加存储在电池中的电荷存储量(即，电池组材料的容量)和/或降低电池组的过电势(即，增加电压)。
4、实施方案可包括一种电池组，包含：第一电极，包含直接还原铁(dri)或另一种海绵铁粉；电解质，包含氢氧化物；和第二电极，其中，所述电解质还包含添加剂，所述添加剂包含锡、铅或锑中的至少一种。在一些实施方案中，电解质中的总氢氧化物浓度可为约6m或更大。
5、多个实施方案可包括用作金属her抑制剂的共添加剂的烷基多葡萄糖苷。多个实施方案可包括将锡掺入集流体中。多个实施方案可包括将锡掺入海绵铁中。多个实施方案可包括氢氧化催化剂和/或吸氢剂作为电化学电池阳极的添加剂。多个实施方案可包括用作电解质添加剂和/或阴离子选择性膜的木质素磺酸盐。
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1.一种电池组，包含：
2.根据权利要求1所述的电池组，其中，改善所述电池组的特性包括以下一种或多种：
3.根据权利要求1或2所述的电池组，其中，所述元素包括锡、锑和/或铟。
4.根据权利要求3所述的电池组，其中，所述添加剂包括三水合锡酸钠(Na2SnO3·3H2O)、金属锡、三水合锡酸钾(K2SnO3·3H2O)、氧化锡(SnO2)、圆柱锡石(Pb3Sn4FeSb2S14)、硫化铜铁锡(Cu2FeSnS4)、铅锡合金(60/40Sn/Pb焊料；63/37Sn/Pb焊料；Terne I合金：10-20％Sn，余量为Pb)、锌锡合金(Terne II合金：10-20％Sn，余量为Zn)、氧化铁锡(FeSnO3)、锡硫化物(SnS或SnS2)、或其混合物。
5.根据权利要求3所述的电池组，其中，所述添加剂包括二烷基二硫代磷酸锑(SbC18H42O6P3S6)、硒化锑(Sb2Se3)、锑(III)氧化物(Sb2O3)、锑(V)氧化物(Sb2O5)、金属锑、醋酸锑(SbC6H9O6)、酒石酸锑钾(Sb2K2C8H4O12)、酒石酸锑钠(Sb
6.根据权利要求3所述的电池组，其中，所述添加剂包括金属铟(In)、氯化铟(III)(InCl3)、氢氧化铟(III)(In(OH)3)、铟(III)氧化物(In2O3)、硫酸铟(III)(In2(SO4)3)、硫化铟(III)(In2S3)、磷化铟(InP)、醋酸铟(III)(In(C3H3O2)3)、硝酸铟(III)(In(NO3)3)、硫化铟(III)(In2S3)、铟(III)硒化物(In2Se3)、氮化铟(InN)、碘化铟(III)(InI3)、乙酰丙酮酸铟(In(C5H8O2)3或In(acac)3)、氟化铟(InF3)、砷化铟(InAs)、碲化铟(In2Te3)、铟(III)溴化物(InBr3)、铟(I)氧化物(In2O)、铟(II)氧化物(InO)、铟(II)硒化物(InSe)、铟(I)溴化物(InBr)、锑化铟(InSb)、或其混合物。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的电池组，其中，所述添加剂在所述电解质中的浓度为0.1mM或更大。
8.根据权利要求7所述的电池组，其中，所述添加剂在所述电解质中的浓度为约0.1mM至约10mM。
9.根据权利要求7所述的电池组，其中，所述添加剂在所述电解质中的浓度为约10mM至约100mM。
10.根据权利要求1-6中任一项所述的电池组，其中，所述添加剂在所述第一电极中的量为所述第一电极的约0.1重量％至所述第一电极的约40重量％。
11.根据权利要求10所述的电池组，其中，所述添加剂在所述第一电极中的量为约10重量％至约35重量％。
12.根据权利要求10所述的电池组，其中，所述添加剂在所述第一电极中的量为约15重量％至约20重量％。
13.根据权利要求1-12中任一项所述的电池组，其中，所述电解质包含：氢氧化钾(KOH)和/或氢氧化钠(NaOH)，以及任选的硫化钠(Na2S)和氢氧化锂(LiOH)。
14.根据权利要求1-13中任一项所述的电池组，其中，所述添加剂镀在所述第二电极上、电沉积在所述第二电极上或放置在悬置于所述电解质中的储存器中。
15.根据权利要求1-14中任一项所述的电池组，其中，所述电解质包含硫化物。
16.根据权利要求15所述的电池组，其中，所述电解质中的硫化物浓度为0.00001M至0.5M。
17.根据权利要求1-14中任一项所述的电池组，其中，所述电解质不包含硫化物。
18.根据权利要求1-17中任一项所述的电池组，其中，所述添加剂至少部分为固体。
19.根据权利要求18所述的电池组，其中，选择所述固体的表面积，以提供使得存在恒定通量的添加剂进入液体电解质相中的反应性水平和/或以将所述液体电解质相中的所述添加剂浓度维持在所选择的浓度或高于所选择的浓度。
20.一种电池组，包含：
21.根据权利要求20所述的电池组，其中，所述电解质中的总氢氧化物浓度为约6M或更大。
22.根据权利要求21所述的电池组，其中，所述电解质中的总氢氧化物浓度为约6.5M或更大。
23.根据权利要求22所述的电池组，其中，所述电解质中的总氢氧化物浓度大于约7M或更大。
24.根据权利要求23所述的电池组，其中，所述电解质中的...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种电池组，包含：
2.根据权利要求1所述的电池组，其中，改善所述电池组的特性包括以下一种或多种：
3.根据权利要求1或2所述的电池组，其中，所述元素包括锡、锑和/或铟。
4.根据权利要求3所述的电池组，其中，所述添加剂包括三水合锡酸钠(na2sno3·3h2o)、金属锡、三水合锡酸钾(k2sno3·3h2o)、氧化锡(sno2)、圆柱锡石(pb3sn4fesb2s14)、硫化铜铁锡(cu2fesns4)、铅锡合金(60/40sn/pb焊料；63/37sn/pb焊料；terne i合金：10-20％sn，余量为pb)、锌锡合金(terne ii合金：10-20％sn，余量为zn)、氧化铁锡(fesno3)、锡硫化物(sns或sns2)、或其混合物。
5.根据权利要求3所述的电池组，其中，所述添加剂包括二烷基二硫代磷酸锑(sbc18h42o6p3s6)、硒化锑(sb2se3)、锑(iii)氧化物(sb2o3)、锑(v)氧化物(sb2o5)、金属锑、醋酸锑(sbc6h9o6)、酒石酸锑钾(sb2k2c8h4o12)、酒石酸锑钠(sb2na2c8h4o12)、硫酸锑(sb2(so4)3)、硫化锑(iii)(sb2s3)、三水合锑酸钾(ksb2o3·3h2o)、或其混合物。
6.根据权利要求3所述的电池组，其中，所述添加剂包括金属铟(in)、氯化铟(iii)(incl3)、氢氧化铟(iii)(in(oh)3)、铟(iii)氧化物(in2o3)、硫酸铟(iii)(in2(so4)3)、硫化铟(iii)(in2s3)、磷化铟(inp)、醋酸铟(iii)(in(c3h3o2)3)、硝酸铟(iii)(in(no3)3)、硫化铟(iii)(in2s3)、铟(iii)硒化物(in2se3)、氮化铟(inn)、碘化铟(iii)(ini3)、乙酰丙酮酸铟(in(c5h8o2)3或in(acac)3)、氟化铟(inf3)、砷化铟(inas)、碲化铟(in2te3)、铟(iii)溴化物(inbr3)、铟(i)氧化物(in2o)、铟(ii)氧化物(ino)、铟(ii)硒化物(inse)、铟(i)溴化物(inbr)、锑化铟(insb)、或其混合物。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的电池组，其中，所述添加剂在所述电解质中的浓度为0.1mm或更大。
8.根据权利要求7所述的电池组，其中，所述添加剂在所述电解质中的浓度为约0.1mm至约10mm。
9.根据权利要求7所述的电池组，其中，所述添加剂在所述电解质中的浓度为约10mm至约100mm。
10.根据权利要求1-6中任一项所述的电池组，其中，所述添加剂在所述第一电极中的量为所述第一电极的约0.1重量％至所述第一电极的约40重量％。
11.根据权利要求10所述的电池组，其中，所述添加剂在所述第一电极中的量为约10重量％至约35重量％。
12.根据权利要求10所述的电池组，其中，所述添加剂在所述第...
【专利技术属性】
技术研发人员：A·C·汤普森，M·A·吉布森，W·H·伍德福德，R·M·艾森纳克，J·M·纽豪斯，N·R·珀金斯，O·C·泰勒，K·W·施罗德，K·托马斯阿利亚，Z·诺曼，J·古德曼，J·T·瓦尔德纳，B·T·赫尔特曼，S·格雷，N·马科，R·米切尔，B·沃耶斯基，J·D·米尔施泰因，
申请(专利权)人：福恩能源公司，
类型：发明
国别省市：
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