RU2400871C1 - Bromium-zinc storage battery with landlocked electrolyte - Google Patents
Bromium-zinc storage battery with landlocked electrolyte Download PDFInfo
- Publication number
- RU2400871C1 RU2400871C1 RU2009137851/07A RU2009137851A RU2400871C1 RU 2400871 C1 RU2400871 C1 RU 2400871C1 RU 2009137851/07 A RU2009137851/07 A RU 2009137851/07A RU 2009137851 A RU2009137851 A RU 2009137851A RU 2400871 C1 RU2400871 C1 RU 2400871C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- zinc
- cup
- battery
- bromine
- carbon material
- Prior art date
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Hybrid Cells (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области химических источников тока, в частности к аккумуляторам с бромным катодом, цинковым анодом и электролитом на основе водного раствора бромида цинка.The invention relates to the field of chemical current sources, in particular to batteries with a bromine cathode, a zinc anode and an electrolyte based on an aqueous solution of zinc bromide.
Теоретическая плотность энергии этого аккумулятора достаточно высока. Однако он имеет ряд серьезных проблем, снижающих его реальную эффективность и ресурс работы. К ним относятся: выделение водорода и образование дендритов цинка на отрицательном электроде при заряде, высокий саморазряд, обусловленный переносом растворенного брома из катодного пространства в анодное, а также осаждение тяжелого брома в процессе заряда на дно катодного пространства, которое приводит к неравномерности его доступа к поверхности вертикального катода при разряде.The theoretical energy density of this battery is quite high. However, it has a number of serious problems that reduce its real effectiveness and resource. These include: hydrogen evolution and the formation of zinc dendrites on the negative electrode during charging, high self-discharge due to the transfer of dissolved bromine from the cathode space to the anode space, as well as the deposition of heavy bromine during charging to the bottom of the cathode space, which leads to uneven access to the surface vertical cathode during discharge.
Последняя из указанных проблем решалась уже в первом патенте Zito (патент США 3285781, кл. Н01М 10/36, опубл. 15.11.1966) за счет конструкции вертикального графитового катода с множеством полочек, расположенных с небольшим уклоном в сторону катода. Позже Zito разработал конструкцию батареи с биполярными электродами (патент США 3719526, кл. Н01М 35/00, опубл. 06.03.1973), в которой саморазряд уменьшался за счет адсорбции растворенного брома частицами активированного угля в катодном пространстве а также за счет ослабления переноса брома в анодное пространство пористой полимерной диафрагмой.The last of these problems was already solved in the first Zito patent (US patent 3285781, class Н01М 10/36, publ. 11/15/1966) due to the construction of a vertical graphite cathode with many shelves located with a slight slope towards the cathode. Later, Zito developed the design of a battery with bipolar electrodes (US Pat. the anode space of the porous polymer diaphragm.
Так как в аккумуляторах с непроточным электролитом и активированным углем в качестве поглотителя брома количество накопленного брома ограничивалось массой активированного угля в катодном пространстве ячейки, то дальнейшее совершенствование системы Zn-Br2 пошло по линии аккумуляторов с биполярными электродами и с проточным электролитом, в которых бром накапливался вне ячейки в специальном катодном резервуаре в виде комплексного соединения. Такие аккумуляторы имеют большую энергоемкость и меньший саморазряд, а выделяющийся при заряде на отрицательном электроде водород уносился проточным электролитом и не препятствовал процессу осаждения цинка. Большое количество патентов на такой тип аккумулятора было опубликовано в 80-90-х годах прошлого века. Аккумулятор такого типа имеет сложную конструкцию (например, патент Австрии 393046, кл. Н01М 12/08, 12/02, опубл. 25.07.1991) и разрабатывался для электромобиля или крупномасштабного аккумулирования электроэнергии.Since in accumulators with a non-flowing electrolyte and activated carbon as a bromine absorber, the amount of accumulated bromine was limited by the mass of activated carbon in the cathode space of the cell, further improvement of the Zn-Br 2 system went along the line of accumulators with bipolar electrodes and with flowing electrolyte, in which bromine was accumulated outside the cell in a special cathode reservoir in the form of a complex compound. Such batteries have a greater energy intensity and lower self-discharge, and the hydrogen released during the charge on the negative electrode was carried away by the flowing electrolyte and did not interfere with the zinc deposition process. A large number of patents for this type of battery were published in the 80-90s of the last century. This type of battery has a complex structure (for example, Austrian patent 393046, class H01M 12/08, 12/02, publ. 07/25/1991) and was developed for an electric vehicle or large-scale energy storage.
Сложность аккумулятора с проточным электролитом и, соответственно, меньшая его надежность и большая стоимость сохраняет интерес к гораздо более простой конструкции аккумулятора с непроточным электролитом. В частности (патент США 5011749, кл. Н01М 10/36, опубл. 30.04.1991), при сохранении активированного угля в катодном пространстве и пористого сепаратора перенос растворенного брома из катодного пространства в анодное дополнительно замедлялся тонкими листами полимерной матрицы, содержащей 80-85% электролита. Основным недостатком этого решения являются малые плотности тока заряда и разряда (от 2 до 6 мА/см2).The complexity of the battery with flowing electrolyte and, consequently, its lower reliability and higher cost, retains interest in the much simpler design of the battery with non-flowing electrolyte. In particular (US patent 5011749, class H01M 10/36, published April 30, 1991), while maintaining activated carbon in the cathode space and the porous separator, the transfer of dissolved bromine from the cathode space to the anode was further slowed down by thin sheets of a polymer matrix containing 80-85 % electrolyte. The main disadvantage of this solution is the low charge and discharge current densities (from 2 to 6 mA / cm 2 ).
В следующем патенте (патент США 5591538, кл. Н01М 6/00, опубл. 07.01.1997), который можно считать прототипом данного изобретения, активированный уголь в катодном пространстве заменен на углеродную ткань или войлок с большой площадью поверхности, а в состав электролита введен комплексообразователь, связывающей бром, что позволяет значительно уменьшить саморазряд. Недостатками этого решения являются: заниженная концентрация бромида цинка в электролите (2.25М), что приводит к заниженной емкости аккумулятора; достаточно большая концентрация (0,8М) дорогого комплексообразователя - солей морфолиния или пирролидиния, что увеличивает стоимость аккумулятора.In the following patent (US patent 5591538, class H01M 6/00, publ. 07/01/1997), which can be considered a prototype of the present invention, activated carbon in the cathode space is replaced by carbon fabric or felt with a large surface area, and the composition of the electrolyte is introduced a complexing agent that binds bromine, which can significantly reduce self-discharge. The disadvantages of this solution are: low concentration of zinc bromide in the electrolyte (2.25M), which leads to low battery capacity; a sufficiently large concentration (0.8 M) of an expensive complexing agent - salts of morpholinium or pyrrolidinium, which increases the cost of the battery.
Очевидно также, что во всех рассматриваемых решениях сохраняется проблема выделения водорода на отрицательном электроде, которая имеет два аспекта:It is also obvious that in all considered solutions the problem of hydrogen evolution at the negative electrode remains, which has two aspects:
1. В батареях с вертикальным расположением биполярных электродов водород не удаляется, его пузырьки, уменьшая рабочую площадь электрода, способствуют увеличению истинной плотности тока заряда и дендритообразованию цинка, которое неизбежно приводит к потерям цинка.1. In batteries with a vertical arrangement of bipolar electrodes, hydrogen is not removed, its bubbles, reducing the working area of the electrode, contribute to an increase in the true charge current density and dendritic formation of zinc, which inevitably leads to zinc losses.
2. Создавая избыточное давление в камере отрицательного электрода, водород выдавливает электролит через узлы герметизации.2. By creating excess pressure in the chamber of the negative electrode, hydrogen squeezes the electrolyte through the sealing nodes.
Оба указанных недостатка значительно ухудшают циклируемость и снижают ресурс работы рассмотренных аккумуляторов с непроточным электролитом.Both of these drawbacks significantly worsen cycleability and reduce the service life of the considered batteries with a non-flowing electrolyte.
Другими недостатками ранее предложенных патентов являются:Other disadvantages of the previously proposed patents are:
1. В схемах с вертикальным расположением биполярных электродов не удается полностью предотвратить осаждение тяжелого брома на дно катодной полуячейки, что снижает транспорт брома к поверхности вертикального катода при разряде и, соответственно, снижает энергоемкость аккумулятора.1. In circuits with a vertical arrangement of bipolar electrodes, it is not possible to completely prevent the deposition of heavy bromine to the bottom of the cathode half-cell, which reduces the transport of bromine to the surface of the vertical cathode during discharge and, accordingly, reduces the energy consumption of the battery.
2. Применение в качестве сепаратора пористой полимерной диафрагмы уменьшает саморазряд за счет ослабления переноса растворенного брома из катодного пространства в анодное, но не исключает этот перенос полностью.2. The use of a porous polymer diaphragm as a separator reduces self-discharge due to the weakening of the transfer of dissolved bromine from the cathode space to the anode, but does not completely exclude this transfer.
Задачей изобретения является создание бромно-цинкового аккумулятора с непроточным электролитом, лишенного отмеченных недостатков, а именно имеющего хорошую циклируемость и потенциально высокий ресурс работы, минимальный саморазряд и приемлемую удельную энергоемкость при сохранении очевидных преимуществ этого варианта - простой конструкции, невысокой стоимости, минимального ухода при эксплуатации.The objective of the invention is to provide a bromine-zinc battery with a non-flowing electrolyte, devoid of the noted drawbacks, namely, having good cycleability and a potentially high service life, minimal self-discharge and acceptable specific energy consumption while maintaining the obvious advantages of this option - simple design, low cost, minimal maintenance .
Данная задача решается за счет того, что бромно-цинковый аккумулятор, содержащий корпус, отрицательный электрод, положительный электрод из углеродного материала, сепаратор и водный раствор непроточного электролита, содержащий бромид цинка, согласно изобретению отличается тем, что положительный электрод расположен горизонтально и представляюет собой чашку из беспористого углеродного материала, заполненную углеродным материалом с высокой адсорбционной способностью, отрицательный электрод расположен горизонтально и выполнен в виде перфорированного алюминиевого диска, покрытого цинком и запрессованного в алюминиевую чашку с изолированной внутренней поверхностью, сепаратор представляет собой беспористую перфторированную катионообменную мембрану, католит имеет состав 3M ZnBr2+3M NaBr, а анолит - 3M ZnBr2+3M NaBr+2·10-3M [(C4H9)4N]Br.This problem is solved due to the fact that the bromine-zinc battery containing a housing, a negative electrode, a positive electrode of carbon material, a separator and an aqueous solution of a non-flowing electrolyte containing zinc bromide, according to the invention, is characterized in that the positive electrode is horizontal and represents a cup of non-porous carbon material filled with carbon material with high adsorption capacity, the negative electrode is horizontal and made in the form of of a perforated aluminum disk coated with zinc and pressed into an aluminum cup with an insulated inner surface, the separator is a non-porous perfluorinated cation exchange membrane, the catholyte has the composition 3M ZnBr 2 + 3M NaBr, and the anolyte has the composition 3M ZnBr 2 + 3M NaBr + 2 · 10 -3 M [(C 4 H 9 ) 4 N] Br.
Схема единичной ячейки с горизонтальным расположением электродов показана на чертеже.The layout of a single cell with a horizontal arrangement of electrodes is shown in the drawing.
Положительным электродом ячейки служила чашка 1 из беспористого углеродного материала, полностью заполненная углеродным материалом 2 с высокой адсорбционной способностью. На наружную поверхность чашки было нанесено гальваническое медное покрытие 3 для уменьшения переходного сопротивления чашки, находящейся в контакте с токоподводом 4. Беспористая перфторировання катионообменная мембрана 5 разделяет катодное и анодное пространства аккумулятора. Полиэтиленовая прокладка 6 определяет величину зазора между мембраной 5 и отрицательным электродом 7, который представляет собой перфорированный алюминиевый диск, покрытый цинком и запрессованный в алюминиевую чашку 8. Анолит 9 заливается через алюминиевую трубку 10, ввернутую на резьбе в чашку 8 с обеспечением необходимой герметичности. Трубка 10 может быть заменена пробкой-клапаном. Фторопластовое кольцо 11 обеспечивает фиксацию чашки 1 в корпусе аккумулятора. Католит вводился в катодное пространство шприцом через отверстие ⌀1 мм в корпусе, фторопластовом кольце 11 и стенке чашки 1. Затем отверстие ⌀1 мм герметизировалось. Корпус, отверстие 01 мм и герметизация аккумулятора на чертеже не указаны.The positive electrode of the cell was a cup 1 of non-porous carbon material, completely filled with carbon material 2 with high adsorption capacity. A galvanic copper coating 3 was applied to the outer surface of the cup to reduce the transient resistance of the cup in contact with the current lead 4. A non-porous perfluorinated cation exchange membrane 5 separates the cathode and anode spaces of the battery. The polyethylene gasket 6 determines the gap between the membrane 5 and the negative electrode 7, which is a perforated aluminum disk coated with zinc and pressed into an aluminum cup 8. Anolyte 9 is poured through an aluminum tube 10 screwed into the cup 8 on the thread to ensure the necessary tightness. The tube 10 may be replaced by a valve plug. The fluoroplastic ring 11 secures the cup 1 in the battery housing. The catholyte was introduced into the cathode space by a syringe through a ⌀1 mm hole in the housing, a fluoroplastic ring 11 and a cup wall 1. Then, a ⌀1 mm hole was sealed. The case, 01 mm hole and battery seal are not shown in the drawing.
Полярность электродов при заряде и разряде указана на чертеже. При заряде протекают следующие процессы: на отрицательном электроде Zn2++2e=Zn; на положительном электроде 2 Br--=Br2+2е. При разряде процессы протекают в обратном направлении.The polarity of the electrodes during charge and discharge is indicated in the drawing. When charging, the following processes occur: on the negative electrode Zn 2+ + 2e = Zn; on the positive electrode 2 Br - = Br 2 + 2e. When discharged, the processes proceed in the opposite direction.
Вышерассмотренные проблемы решаются следующим образом. Перфорация верхнего цинкового электрода 7 позволяет беспрепятственно уходить выделяющемуся в конце заряда и начале разряда водороду в газовое пространство алюминиевой чашки 8, а затем удаляться через пробку-клапан. Для исключения работы короткозамкнутого гальванического элемента цинк-алюминий внутренняя поверхность алюминиевой чашки 8 изолирована. Выделяющийся на нижнем углеродном электроде 1 бром, растворяясь в электролите и адсорбируясь на поверхности углеродного материала 2 с высокой адсорбционной способностью, имеет близкий и равномерный доступ к поверхности углеродного катода при разряде.The above problems are solved as follows. Perforation of the upper zinc electrode 7 allows the hydrogen released at the end of the charge and the beginning of the discharge to freely escape into the gas space of the aluminum cup 8, and then be removed through the valve plug. To exclude the operation of the short-circuited galvanic cell zinc-aluminum, the inner surface of the aluminum cup 8 is insulated. 1 bromine released on the lower carbon electrode, dissolving in the electrolyte and adsorbing on the surface of the carbon material 2 with high adsorption capacity, has close and uniform access to the surface of the carbon cathode during discharge.
Чашка 1 должна быть выполнена из беспористого углеродного материала, например стеклоуглерода или пирографита, чтобы исключить постепенное просачивание брома через дно чашки и его реакцию с медным покрытием 3 и токоподводом 4. Углеродный материал 2 с высокой адсорбционной способностью, согласно известным патентным решениям, может быть выбран из группы, включающей активированный уголь, активированную сажу, углеродные волокна, углеродные ткань или войлок.Cup 1 should be made of non-porous carbon material, such as glassy carbon or pyrographite, to prevent gradual leakage of bromine through the bottom of the cup and its reaction with copper coating 3 and current lead 4. Carbon material 2 with high adsorption capacity, according to known patent solutions, can be selected from the group consisting of activated carbon, activated carbon black, carbon fibers, carbon fabric or felt.
Применение беспористой перфторированной катионообменной мембраны вместо обычно применяемой пористой полимерной диафрагмы полностью предотвращает диффузию растворенного брома из катодного пространства в анодное и значительно уменьшает саморазряд аккумулятора. Так как перенос заряда через такую мембрану осуществляется катионами, то неизбежна миграция и диффузия ионов H+ через нее из катодного пространства в анодное с последующей реакцией их с цинком 2Н++Zn=Zn2++Н2 (ионы H+ накапливаются в катодном пространстве из-за реакции гидролиза брома Br2+Н2О↔HBr+HBrO). Таким образом, саморазряд аккумулятора сохраняется и в случае применения беспористой катионопроводящей мембраны, но он будет значительно меньше за счет исключения переноса брома через такую мембрану.The use of a non-porous perfluorinated cation exchange membrane instead of the commonly used porous polymer diaphragm completely prevents the diffusion of dissolved bromine from the cathode space into the anode space and significantly reduces battery self-discharge. Since charge transport through such a membrane is carried out by cations, the inevitable migration and diffusion of H + ions therethrough from the cathode space to the anode followed by reacting it with zinc 2H + + Zn = Zn 2+ + H 2 (H + ions accumulate in the cathode compartment due to the bromine hydrolysis reaction Br 2 + Н 2 О↔HBr + HBrO). Thus, the self-discharge of the battery is preserved in the case of using a non-porous cation-conducting membrane, but it will be much less due to the exclusion of bromine transfer through such a membrane.
Материалом перфторированной катионообменной мембраны может служить, например, мембрана марки МФ-4СК или «Нафион».The material of a perfluorinated cation exchange membrane can be, for example, a MF-4SK or Nafion membrane.
В качестве электролита был выбран состав 3M ZnBr2+3M NaBr, одинаковый для католита и анолита. Концентрация ZnBr2 была обычной для бромно-цинковых аккумуляторов, а добавка NaBr вместо обычно применяемых для повышения электропроводности KCl или NH4Cl определяется повышенной проводимостью применяемой катионопроводящей мембраны по ионам Na+. А повышенная концентрация ионов Br-- (вместо Cl-) способствует повышенной растворимости брома в католите. Этот фактор можно считать положительным, поскольку диффузия брома в анодное пространство полностью предотвращена применяемой беспористой мембраной.As an electrolyte, the composition 3M ZnBr 2 + 3M NaBr was chosen, the same for catholyte and anolyte. The concentration of ZnBr 2 was common for zinc bromine batteries, and the addition of NaBr instead of the KCl or NH 4 Cl commonly used to increase the electrical conductivity is determined by the increased Na + ion cationic conductivity of the membrane. A higher concentration of Br - ions (instead of Cl - ) contributes to the increased solubility of bromine in catholyte. This factor can be considered positive, since the diffusion of bromine into the anode space is completely prevented by the applied non-porous membrane.
Для получения равномерного мелкокристаллического осадка цинка на отрицательном электроде при заряде в анолит введена добавка 2·10-3M бромида тетрабутиламмония [(С4Н9)4NBr. Применение этой добавки как наиболее эффективной для формирования равномерного бездендритного слоя цинка при заряде указана в литературе (Barker G. "Surfact. Energ. TechnoL: Proc. Conf., Brooklyn, N.Y., June 6, 1986", New York; Basel, 1987, p.127-129). Однако там же отмечено, что соединения иона тетрабутиламмония реагируют с бромом, что делает их малопригодными в случае использования в качестве сепаратора пористой полимерной диафрагмы. Применение в данном случае беспористой катионопроводящей мембраны, исключающей перенос брома, позволяет надеяться на длительное эффективное влияние этой добавки на качество осадков цинка. Выбранная концентрация [(C4H9)4N]Br является оптимальной, так как она близка к предельной растворимости данной соли в применяемом электролите, а более низкие концентрации недостаточно эффективно влияют на качество осадков цинка.To obtain a uniform fine-crystalline zinc precipitate on the negative electrode during the charge, 2 × 10 -3 M tetrabutylammonium bromide [(С 4 Н 9 ) 4 NBr. The use of this additive as the most effective for the formation of a uniform dendritic zinc layer during charging is indicated in the literature (Barker G. "Surfact. Energ. TechnoL: Proc. Conf., Brooklyn, NY, June 6, 1986", New York; Basel, 1987, p.127-129). However, it was also noted there that tetrabutylammonium ion compounds react with bromine, which makes them of little use if a porous polymer diaphragm is used as a separator. The use in this case of a non-porous cation-conducting membrane that excludes bromine transfer allows us to hope for a long-term effective effect of this additive on the quality of zinc deposits. The selected concentration of [(C 4 H 9 ) 4 N] Br is optimal, since it is close to the limiting solubility of this salt in the used electrolyte, and lower concentrations do not sufficiently affect the quality of zinc deposits.
Потенциально высокий ресурс работы предложенного аккумулятора определяется хорошим качеством осадков цинка на отрицательном электроде и, соответственно, хорошей циклируемостью, длительным действием добавки в анолите и высокой коррозионной стойкостью и непроницаемостью положительного электрода из стеклоуглерода под действием брома. Кроме того, предложенная схема ячейки аккумулятора позволяет в случае необходимости скорректировать состав анолита или даже заменить его полностью без разборки ячейки (через трубку 10 или вывернув пробку-клапан).The potentially high service life of the proposed battery is determined by the good quality of zinc deposits on the negative electrode and, accordingly, good cyclicity, the long action of the additive in the anolyte, and high corrosion resistance and impermeability of the glass-carbon positive electrode under the action of bromine. In addition, the proposed scheme of the battery cell allows, if necessary, to adjust the composition of the anolyte or even replace it completely without disassembling the cell (through tube 10 or by turning the plug-valve).
Работа предлагаемого аккумулятора иллюстрируется следующим примером. В алюминиевую чашку вводилось 80 мл анолита. В чашку из стеклоуглерода помещалось 14 г углеродной ткани марки «Бусофит ТМ» и вводилось 70 мл католита. В качестве сепаратора применялась беспористая катионообменная мембрана марки МФ-4СК толщиной 215±15 мкм. Заряд аккумулятора проводили гальваностатически током 1 А в течение 4 часов с регистрацией прилагаемого напряжения. При этом плотность тока, рассчитанная на рабочую поверхность мембраны, составила 10,5 мА/см2. Плотность тока заряда на рабочей поверхности перфорированного цинкового электрода составляла около 7 мА/см2. Выдержка заряженного аккумулятора перед разрядом составляла 5 мин, после чего его ЭДС была 1,85 В. Разряд производили на постоянное сопротивление внешней цепи 1,6 Ом. Регистрировались выходное напряжение и ток разряда, которые постепенно снижались. Разряд производили до выходного напряжения 1,0 В. Количество А·ч при разряде определялось интегрированием функции Iразряда=f(τ). После разряда выдержка аккумулятора перед следующим зарядом составляла 16 часов.The operation of the proposed battery is illustrated by the following example. 80 ml of anolyte was introduced into an aluminum cup. 14 g of carbon fabric of the Busofit ™ brand was placed in a glass-carbon cup and 70 ml of catholyte was introduced. As a separator, a non-porous cation-exchange membrane of the MF-4SK brand 215 ± 15 μm thick was used. The battery was charged galvanostatically with a current of 1 A for 4 hours with registration of the applied voltage. The current density calculated on the working surface of the membrane was 10.5 mA / cm 2 . The charge current density on the working surface of the perforated zinc electrode was about 7 mA / cm 2 . The exposure of a charged battery to discharge was 5 min, after which its emf was 1.85 V. The discharge was made at a constant external resistance of 1.6 ohms. The output voltage and discharge current were recorded, which gradually decreased. The discharge was produced to an output voltage of 1.0 V. The amount of A · h during the discharge was determined by integrating the function of the discharge I = f (τ). After the discharge, the battery exposure before the next charge was 16 hours.
После 6 циклов заряд-разряд аккумулятор был разобран. Цинк на отрицательном электроде представлял собой мелкокристаллическое светлое покрытие без дендритов. Чашка из стеклоуглерода (в том числе медное покрытие чашки) не имела никаких следов коррозии под действием брома. Для шестого цикла кулонометрическая эффективность составляла 92%, к.п.д. по напряжению, рассчитанный по средним значениям напряжений разряда и заряда, составлял 80%, к.п.д. по энергии - 73,6%. Удельная энергоемкость аккумулятора, рассчитанная на объем электролита, составляла 24,5 А·ч/дм3. Для коэффициента использования объема конструкции 0,5 реальная величина в 2 раза меньше - 12,25 А·ч/дм3 конструкции. Полученная величина находится на уровне удельной энергоемкости свинцовых аккумуляторов стационарного применения с максимальной емкостью.After 6 charge-discharge cycles, the battery was disassembled. Zinc on the negative electrode was a fine crystalline light coating without dendrites. The glass-carbon cup (including the copper coating of the cup) did not show any signs of corrosion by bromine. For the sixth cycle, the coulometric efficiency was 92%, the efficiency by voltage, calculated by the average values of the discharge and charge voltages, was 80%, efficiency energy - 73.6%. The specific energy consumption of the battery, calculated on the volume of the electrolyte, was 24.5 A · h / dm 3 . For the utilization rate of the structural volume of 0.5, the real value is 2 times less - 12.25 A · h / dm 3 of the structure. The obtained value is at the level of specific energy consumption of stationary stationary lead batteries with maximum capacity.
Простая конструкция с применением недефицитных материалов и, соответственно, невысокая стоимость, потенциально высокий ресурс работы и приемлемая удельная энергоемкость позволяют рекомендовать предложенный аккумулятор для аккумулирования значительных количеств электроэнергии на установках стационарного применения.A simple design using non-deficient materials and, consequently, low cost, potentially high service life and acceptable specific energy consumption allow us to recommend the proposed battery for the accumulation of significant amounts of electricity in stationary applications.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009137851/07A RU2400871C1 (en) | 2009-10-12 | 2009-10-12 | Bromium-zinc storage battery with landlocked electrolyte |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009137851/07A RU2400871C1 (en) | 2009-10-12 | 2009-10-12 | Bromium-zinc storage battery with landlocked electrolyte |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2400871C1 true RU2400871C1 (en) | 2010-09-27 |
Family
ID=42940530
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2009137851/07A RU2400871C1 (en) | 2009-10-12 | 2009-10-12 | Bromium-zinc storage battery with landlocked electrolyte |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2400871C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2605911C2 (en) * | 2014-02-07 | 2016-12-27 | Алексей Иванович Беляков | Electrochemical energy storage device |
| RU2750541C1 (en) * | 2021-01-13 | 2021-06-29 | Акционерное общество "Алмет" | Method of manufacturing the positive electrode of a metal-bromine non-current battery |
| RU2767987C1 (en) * | 2021-10-28 | 2022-03-22 | Акционерное общество «Алмет» | Separator group of non-flowing metal-bromine accumulator and method for its manufacture |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3285781A (en) * | 1963-10-21 | 1966-11-15 | Westinghouse Electric Corp | Storage battery having bromine positive active material |
| US3806368A (en) * | 1972-11-14 | 1974-04-23 | Zito Co | Zinc bromide battery |
| US5591538A (en) * | 1995-07-07 | 1997-01-07 | Zbb Technologies, Inc. | Zinc-bromine battery with non-flowing electrolyte |
| RU2144245C1 (en) * | 1998-08-18 | 2000-01-10 | Попов Андрей Вениаминович | Chemical power supply |
-
2009
- 2009-10-12 RU RU2009137851/07A patent/RU2400871C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3285781A (en) * | 1963-10-21 | 1966-11-15 | Westinghouse Electric Corp | Storage battery having bromine positive active material |
| US3806368A (en) * | 1972-11-14 | 1974-04-23 | Zito Co | Zinc bromide battery |
| US5591538A (en) * | 1995-07-07 | 1997-01-07 | Zbb Technologies, Inc. | Zinc-bromine battery with non-flowing electrolyte |
| RU2144245C1 (en) * | 1998-08-18 | 2000-01-10 | Попов Андрей Вениаминович | Chemical power supply |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2605911C2 (en) * | 2014-02-07 | 2016-12-27 | Алексей Иванович Беляков | Electrochemical energy storage device |
| RU2750541C1 (en) * | 2021-01-13 | 2021-06-29 | Акционерное общество "Алмет" | Method of manufacturing the positive electrode of a metal-bromine non-current battery |
| RU2767987C1 (en) * | 2021-10-28 | 2022-03-22 | Акционерное общество «Алмет» | Separator group of non-flowing metal-bromine accumulator and method for its manufacture |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN109509901B (en) | An alkaline zinc-iron flow battery | |
| US20160134002A1 (en) | Water enhanced ionic liquid electrolytes for metal-air batteries | |
| US20170214077A1 (en) | Electrolyte System For Rechargeable Flow Battery | |
| CN111261910B (en) | A positive electrode electrolyte for alkaline zinc-iron flow battery and its application | |
| CN112786938A (en) | Acid-base mixed high-voltage aqueous zinc battery and zinc flow battery with double dissolution deposition reaction | |
| CN107305951A (en) | A kind of zinc-bromine flow battery | |
| JP2016127017A (en) | High energy density liquid active material for flow batteries based on quinone | |
| JP2019505967A (en) | Redox flow battery electrolyte and redox flow battery | |
| US3625764A (en) | Electrode for electric storage batteries containing zinc halide in aqueous solution, of the type having a soluble cathode and a dissolved anode | |
| US4427747A (en) | Bronze suppression in an alkali metal/sulfur ammonia battery | |
| RU2400871C1 (en) | Bromium-zinc storage battery with landlocked electrolyte | |
| KR20210101958A (en) | Seawater battery system and seawater battery discharge method using the same | |
| KR102379200B1 (en) | Zinc-bromide flow battery comprising conductive interlayer | |
| CN108123174A (en) | A kind of Alkaline Zinc iron liquid galvanic battery anode electrolyte and application | |
| JP2016219424A (en) | Organic active materials for rechargeable battery | |
| CN113013460B (en) | A negative electrode electrolyte for alkaline zinc-iron flow battery and zinc-iron flow battery | |
| US20220166043A1 (en) | Negative electrode electrolyte solution for redox flow batteries, and redox flow battery | |
| US3174880A (en) | Dual electrolyte battery cells | |
| US12494509B2 (en) | Non-aqueous ammonia electrolytes for lithium anode based primary and reserve batteries | |
| CN111180777A (en) | Positive electrode electrolyte for zinc-bromine single flow battery | |
| CN105304922B (en) | A seabed sediment layer active metal fuel cell structure and device | |
| CN109755621A (en) | A zinc-nickel single-flow battery | |
| RU2239260C1 (en) | Diaphragm-type alkali-salt storage battery | |
| Huq et al. | Development and Performance Analysis of a Low-Cost Redox Flow Battery | |
| RU2848014C1 (en) | Metal-sulphur flow battery |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE Effective date: 20110919 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20171013 |