運(yùn)行金屬-溴電池的方法
【專利摘要】用于在適合用于金屬溴電池的含溴根的電解質(zhì)溶液中產(chǎn)生單質(zhì)溴的方法，包括將所述電解質(zhì)溶液中的溴根(Br-)在酸性環(huán)境中化學(xué)氧化，以產(chǎn)生單質(zhì)溴。本發(fā)明還提供用于運(yùn)行金屬溴電池的方法。
【專利說(shuō)明】運(yùn)行金屬-溴電池的方法
[0001]本發(fā)明涉及在用于運(yùn)行金屬-溴電池(cell)例如鋅-溴電池(battery)的電解質(zhì)溶液中產(chǎn)生單質(zhì)溴的方法。
[0002]鋅-溴可再充電電池包含兩個(gè)化學(xué)上非反應(yīng)性的電極和位于所述電極之間的合適的隔板(例如，離子交換膜)。所述電池中使用的電解質(zhì)是溴化鋅水溶液，其通常利用合適的循環(huán)系統(tǒng)從兩個(gè)單獨(dú)的外部?jī)?chǔ)蓄器供給至電池的兩個(gè)室。術(shù)語(yǔ)“陽(yáng)極”在本文中用于表示其中金屬鋅(在充電期間)形成和(在放電期間)被氧化的電極。術(shù)語(yǔ)“陰極”在本文中用于表示其中單質(zhì)溴(在充電期間)放出和(在放電期間)被還原的電極?，F(xiàn)在將更詳細(xì)地描述鋅-溴電池的充電和放電狀態(tài)。
[0003]在充電期間，從外部電源向電池供應(yīng)電流，導(dǎo)致金屬鋅沉積到陽(yáng)極上和在陰極處
同時(shí)產(chǎn)生單質(zhì)溴，如由以下反應(yīng)所示的:
[0004]
【權(quán)利要求】
1.用于在適合用于金屬溴電池中的含溴根的電解質(zhì)溶液中產(chǎn)生單質(zhì)溴的方法，包括將所述電解質(zhì)溶液中的溴根(Br—)在酸性環(huán)境中化學(xué)氧化以產(chǎn)生單質(zhì)溴。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中對(duì)于在鋅-溴電池中使用而言，所述電解質(zhì)溶液包括溴化鋅。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中所述電解質(zhì)溶液中的溴根離子是由溴化鋅和/或由選自氫溴酸和水溶性溴化物鹽的一種或多種輔助來(lái)源提供的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其中使用選自過(guò)氧化物化合物、溴酸鹽和次鹵酸鹽的氧化劑將溴根化學(xué)氧化成溴。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其中所述氧化劑選自過(guò)氧化氫、過(guò)氧化鋅和過(guò)氧化鋅/氧化鋅混合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其中所述氧化劑包括過(guò)氧化鋅。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)的方法，其中所述電解質(zhì)溶液中的酸性環(huán)境是通過(guò)氫鹵酸的存在形成的。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其中所述酸為氫溴酸。
9.根據(jù)權(quán)利要求2-8任一項(xiàng)的方法，其中所述電解質(zhì)溶液具有以下組成:2.0-3.0MZnBr2、0.5-1.0M ZnCl2和總濃度0.5-1.0M的溴化N-甲基-N-乙基吡咯烷錆和溴化N-甲基-N-乙基嗎啉錫.
10.運(yùn)行包含電解質(zhì)溶液的金屬溴電池的方法，包括通過(guò)將溴根(Br_)在酸性環(huán)境中化學(xué)氧化而原位產(chǎn)生單質(zhì)溴，從而向所述電池的電解質(zhì)溶液供應(yīng)單質(zhì)溴。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其中所述電池為鋅溴電池且所述單質(zhì)溴如權(quán)利要求2-9任一項(xiàng)中所限定地產(chǎn)生。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其用于運(yùn)行具有在其中循環(huán)的陽(yáng)極液和陰極液的鋅-溴可再充電電池，所述方法包括:如權(quán)利要求2-9任一項(xiàng)中所限定地原位產(chǎn)生單質(zhì)溴，從而向所述陽(yáng)極液、陰極液或兩者供應(yīng)單質(zhì)溴；和對(duì)所述電池進(jìn)行充電或放電。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的方法，其中所述單質(zhì)溴是以相對(duì)于所述陽(yáng)極液、陰極液或兩者的重量的0.05-2.0重量％的濃度產(chǎn)生的。
【文檔編號(hào)】H01M2/40GK103947012SQ201180074982
【公開(kāi)日】2014年7月23日 申請(qǐng)日期:2011年9月21日 優(yōu)先權(quán)日:2011年9月21日
【發(fā)明者】M.博格斯泰恩弗里伯格, I.本戴維, B-Z.馬格內(nèi)斯, E.蘭克里 申請(qǐng)人:溴化合物有限公司