一种水系电解液及其在碱性锌基液流电池中的应用.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115939471A(43)申请公布日2023.04.07(21)申请号202110974318.X(22)申请日2021.08.24(71)申请人中国科学院大连化学物理研究所地址116000辽宁省大连市沙河口区中山路457号(72)发明人李先锋袁治章智莉平(74)专利代理机构大连东方专利代理有限责任公司21212专利代理师周媛媛李馨(51)Int.Cl.H01M8/083(2016.01)H01M8/18(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图4页(54)发明名称一种水系电解液及其在碱性锌基液流电池中的应用(57)摘要本发明公开了一种水系电解液及其在碱性锌基液流电池中的应用，属于电化学储能技术领域。通过在锌盐的水溶液中添加适量的胺类有机溶剂构成混合电解液，在不影响电解液离子电导率的情况下有效缓解电解液迁移，并且优化了锌离子在电解液中的溶剂化状态，从而改善锌沉积形貌，提高循环稳定性。该混合电解液还可适用于其它锌基液流电池中，具有广阔的应用前景。CN115939471ACN115939471A权利要求书1/1页1.一种水系电解液，其特征在于，所述水系电解液的溶质为锌离子，添加剂为胺类有机溶剂，所述的胺类有机溶剂选自羟乙基乙二胺、N‑异丁基乙二胺、三乙醇胺、N,N,N’N’‑四羟乙基乙二胺中的任意一种或两种以上的混合物；优选为N,N,N’N’‑四羟乙基乙二胺与三乙醇胺中的任意一种或两种的混合物。2.根据权利要求1所述的水系电解液，其特征在于，所述的水系电解液中添加剂的浓度为0.005‑0.1molL‑1，优选为0.005‑0.015molL‑1。3.根据权利要求1所述的水系电解液，其特征在于，所述的水系电解液中锌离子的浓度为0.1‑2.0molL‑1，优选为0.3‑1.0molL‑1。4.根据权利要求1‑3任一项所述的水系电解液，其特征在于，所述的锌离子的来源包括氧化锌、硫酸锌、氯化锌、硝酸锌、乙酸锌、磷酸锌、三氟甲基磺酸锌、双三氟甲基磺酰亚胺锌、四氟硼酸锌、六氟磷酸锌、双乙二酸硼酸锌，优选为氧化锌。5.权利要求1‑4任一项所述的水系电解液和/或添加剂在碱性锌基液流电池或碱性锌基二次电池中应用。6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，所述水系电解液和/或添加剂应用于碱性锌基液流电池负极电解液中，能够降低碱性锌基液流电池锌负极的电解液的迁移。7.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，所述的碱性锌基液流电池主要由正极、离子传导膜和锌负极构成。8.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，正极和负极的电极材料选自石墨毡或碳毡，优选碳毡。9.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，所述的离子传导膜选自离子交换膜、多孔膜中的一种，优选离子交换膜。10.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，所述的碱性锌基二次电池包括锌铁电池、锌镍电池、锌锰电池、锌银电池。2CN115939471A说明书1/5页一种水系电解液及其在碱性锌基液流电池中的应用技术领域[0001]本发明属于电化学储能技术领域，具体涉及一种水系电解液及其在碱性锌基液流电池中的应用。背景技术[0002]随着社会的发展，人类对能源的需求量逐渐增加，但是化石能源等不可再生能源逐渐枯竭，而可再生能源如风能、太阳能、潮汐能等，由于其可再生性、环境友好等特点得到广泛的关注。然而，可再生能源发电具有不连续性、不稳定性、不可预测性等特点严重阻碍了其广泛应用，而储能技术是实现可再生能源能源安全平稳供电重要支撑。在储能技术中有物理、化学储能，其中化学储能应用更加广泛，而电化学储能是化学储能中最为普遍的储能装置。在电化学储能中，液流电池储能技术由于其具有能量密度、功率密度可独立、灵活设计、安全可靠、环境友好、地理限制小等特点在大规模储能领域具有广泛的应用前景。锌基液流电池由于资源丰富、价格低廉、动力学高等特点在储能领域中得到广泛的关注。而碱性锌基液流电池具有高开路电压、高功率密度、电解液成本低等特点在储能领域中具有较好的发展前景。[0003]目前碱性锌基液流电池负极侧的锌盐或/和锌的氧化物在强碱中溶解后生成Zn2‑3‑4‑(OH)4后在电极上发生沉积溶解的电化学反应，正极发生的是Fe(CN)6/Fe(CN)6的氧化还原反应。电解液具有成本低、黏度低、离子传导率高等优点，并且电池的开路电压可达1.77V，可常温、常压运行，安全性好，体系对环境无污染。但是，锌基液流电池中电解液的迁移以及负极锌枝晶的生长与脱落降低了循环稳定性，制约了其进一步的应用。发明内容[0004]为解决上述技术问题，本发明旨在提供一种水系电解液及其在碱性锌基液流电池锌负极方面的应用。通过在锌盐的水溶液中添加适量的胺类有机溶剂构成混合电解液，在不影响电解液离子电导率的情况下有