一種熔鹽電池電解質制造技術

一種電化學電池的電解質，涉及一種以鋰作為負極的熔鹽電池的電解質。其特征在于該電解質的成份包括LiF、LiCl和LiBr。本發明專利技術的一種以鋰作為負極的熔鹽電池電解質，該電解質的初晶溫度低，有利于減少熱量損失，密度介于液態的正負極金屬的密度之間，能夠把液態的正負極金屬分開，電導率較高，有利于減小電池的內阻。由于該電解質中不含昂貴的LiI或者LiI含量較少，使熔鹽電池電解質成本大幅度降低，僅為文獻中提到的LiF-LiCl-LiI電解質成本的10%~60%，從而使電池總成本降低10~40%。

【技術實現步驟摘要】
【專利摘要】一種電化學電池的電解質，涉及一種以鋰作為負極的熔鹽電池的電解質。其特征在于該電解質的成份包括LiF、LiCl和LiBr。本專利技術的一種以鋰作為負極的熔鹽電池電解質，該電解質的初晶溫度低，有利于減少熱量損失，密度介于液態的正負極金屬的密度之間，能夠把液態的正負極金屬分開，電導率較高，有利于減小電池的內阻。由于該電解質中不含昂貴的LiI或者LiI含量較少，使熔鹽電池電解質成本大幅度降低，僅為文獻中提到的LiF-LiCl-LiI電解質成本的10%~60%，從而使電池總成本降低10~40%?！緦＠f明】—種熔鹽電池電解質
一種電化學電池的電解質，涉及一種以鋰作為負極的熔鹽電池的電解質。
技術介紹
電力能源以其清潔、便利等特點，已經成為人類現代生產和生活中不可或缺的重要部分。近年來，無論是為了應對能源危機，還是緩解日益嚴峻的環境壓力，世界各國都把目光投向進一步開發和利用可再生能源發電，因此，大規模儲能技術在現代電力系統中的作用日益凸顯，電化學儲能電池以其能量密度高、響應時間快、維護成本低等優點成為大規模儲能技術的重要發展方向。美國麻省理工學院Sadoway教授團隊提出的熔鹽電池大規模電化學儲能的新思路，其原型來自于三層液鋁精煉。熔鹽電池由兩部分液體金屬電極和熔鹽電解質組成，熔鹽電解質把液體金屬正負電極分開，由于密度差和不混溶性使三層液體自動分層。充電時，正極合金中的活性元素在負極上析出，放電時負極活性元素重新回到正極合金中。新型高溫熔鹽電池成本較低，容量大，組裝及維護簡單，充放電次數有望達到一萬次，在電網存儲市場具有很強的競爭力。熔鹽電池從工作原理、工程設計到現有研究結果來看，能較好地滿足電網大規模靜態儲能的技術要求，引起了學術界、工業界的廣泛關注。熔鹽電池的電解質的性質對電池的工作參數有重要的影響，電解質的選擇要遵循初晶溫度較低、成本盡量低、能量效率盡量高、電極金屬溶解度小的依據。以鋰作為負極的熔鹽電池電壓較高，能量密度大，工作溫度低，相比其他金屬，鹵化鋰對鋰的溶解很小，并且熔融狀態下電導率很高(1.7-3.5S cnT1)，因此以鋰作為負極的熔鹽電池電解質有很優秀的應用前景，該類電池的電解質一般為鹵化鋰混合物，目前國內沒有關于該電池電解質方面的已公開的專利、文獻及書籍，國外公開專利中也只有美國US 20120104990A1中提到了用LiF-LiCl-LiI用作L1-Pb-Sb熔鹽電池的電解質，并沒有具體的電解質成分，美國麻省理工學院 Sadoway 教授等人在文章《Liquid Metal Batteries: Past, Present, andFuture》中提出了一種L1-Pb-Sb熔鹽電池的電解質電解質成分，其摩爾比為LiF:LiCl:Lil=20:50:30，其中昂貴的LiI的質量百分含量很高，達到了 83.8%。LiF-LiCl-LiI用作L1-Pb-Sb熔鹽電池的電解質成本較高，電解質的成本占了整個電池成本的55%左右，電解質中LiI成本最高，占了電解質成本的90%以上，超過電池成本的45%。
技術實現思路
本專利技術的目的就是針對上述電解質體系匱乏，成本高的缺點，提供一種初晶溫度低于500°C、成本較低的電解質， 本專利技術的目的是通過以下技術方案實現的。一種以鋰作為負極的熔鹽電池電解質，其特征在于該電解質的成份包括LiF、LiCl和 LiBr。本專利技術的一種以鋰作為負極的熔鹽電池電解質，其特征在于所述的熔鹽電池電解質的質量百分比成份包括:LiF為5%~22%，LiCl為20%~40%，LiBr為35%~68.5%。本專利技術的一種以鋰作為負極的熔鹽電池電解質，其特征在于該電解質的成份還包括Lil，其在電解質中的質量百分比含量為0-53%。本專利技術的一種以鋰作為負極的熔鹽電池電解質，其特征在于該電解質中包括的LiI在電解質中的質量百分比含量為19%~53%。本專利技術的一種以鋰作為負極的熔鹽電池電解質，其特征在于其電解質的初晶溫度范圍為 31(T480°C，密度為 2~3.0 g.cnT3，電導率為 2.9-3.6S cnT1。本專利技術的一種以鋰作為負極的熔鹽電池電解質，其特征在于該電解質工作狀態下為熔融的液態，用于以液態鋰作為負極，液態金屬合金為正極的熔鹽電池。本專利技術的一種以鋰作為負極的熔鹽電池電解質，該電解質的初晶溫度低，有利于減少熱量損失，密度介于液態的正負極金屬的密度之間，能夠把液態的正負極金屬分開，電導率較高，有利于減小電池的內阻。由于該電解質中不含昂貴的LiI或者LiI含量較少，使熔鹽電池電解質成本大幅度降低，僅為文獻中提到的LiF-LiCl-LiI電解質成本的10%飛0%，從而使電池總成本降低109^40%?！揪唧w實施方式】一種以鋰作為負極的熔鹽電池電解質，由LiF、LiCl和LiBr三種化合物組成或由LiF、LiCl、LiBr和LiI四種化合物組成，電解質中各個成分的質量百分含量為:LiF為3.7~12%，LiCl 為 11 ~28%，LiBr 為 22.5~74%，LiI 為 0%(對應 LiF-LiCl-LiBr 體系)，或者LiI 為 19~53%(對應 LiF-LiCl-LiBr-LiI 體系)。注:下面7個實施例中電`解質的初晶溫度使用步冷曲線法進行測定，密度使用阿基米德法進行測定，電導率使用CVCC法進行測定。由于熔鹽初晶溫度、密度及電導率的測定難度較大，誤差在所難免，不同的實驗人員及不同的測定方法都可能得出不同的結果。實施例1 電解質質量百分比組成為=LiF為6%，LiCl為20%，LiBr為74%。該成分電解質的初晶溫度為476.5°C，在500°C時密度為2.37g.cm_3，電導率為3.14s.cnT1。實施例2 電解質質量百分比組成為=LiF為9.5%，LiCl為22%，LiBr為68.5%。該成分電解質的初晶溫度為442.3°C，在500°C時密度為2.26g.cm_3，電導率為3.31s.cm—1。實施例3 電解質質量百分比組成為:LiF為12%，LiCl為28%，LiBr為60%。該成分電解質的初晶溫度為460.1°C，在500°C時密度為2.15g.cnT3，電導率為3.35s.cnT1。實施例4 電解質質量百分比組成為=LiF為5.5%，LiCl為22%，LiBr為44%，LiI為28.5%。該成分電解質的初晶溫度為426.4°C，在500°C時密度為2.46g.cnT3，電導率為2.98s.cm—1。實施例5 電解質質量百分比組成為=LiF為3.7%, LiCl為21.3%, LiBr為56%，LiI為19%。該成分電解質的初晶溫度為454.4°C，在500°C時密度為2.42g.cm—3，電導率為2.95 s.cm—1。實施例6 電解質質量百分比組成為=LiF為5%, LiCl為19.5%, LiBr為22.5%, LiI為53%。該成分電解質的初晶溫度為319°C，在500°C時密度為2.71g.cm_3，電導率為2.91s.cnT1。實施例7 電解質質量百分比組成為=LiF為5%，LiCl為11%，LiBr為35%，LiI為49%。該成分電解質的初晶溫度為360°C，在500°C時密度為2.73g.c本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種以鋰作為負極的熔鹽電池電解質，其特征在于該電解質的成份包括LiF、LiCl和LiBr。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：顏恒維，王成智，楊建紅，劉丹，張巖巖，
申請(專利權)人：中國鋁業股份有限公司，
類型：發明
國別省市：