1.本技術涉及儲能技術領域，尤其涉及一種全鐵液流電池、單電池、電堆和電解液。
背景技術：
2.液流電池是雙碳目標下新型電力系統的支撐技術之一，也是新能源高滲透率落地的支撐技術之一。液流電池具有“高安全、大規模、長時長、長壽命、彈性配置”等獨特優勢。當前主要的液流電池技術路線包括全釩液流電池、鐵鉻液流電池、鋅溴液流電池等，其中全釩液流電池技術最為成熟，處于產業化應用前期。當前液流電池的主要挑戰是成本高，主要是由于物料清單(bill of materials，bom)成本高，其中電解液占總成本的40％-50％，電堆占20％左右。開發低成本液流電池是該技術路線大規模產業化的關鍵。
3.全鐵液流電池是最具備成本優勢的電化學儲能技術路線之一，同時在初始投資成本上也具優勢。國外在全鐵液流電池技術領域起步早，率先實現示范應用，我國相關研究處于小試和中試階段。當前主要技術瓶頸在于負極動力學緩慢、產生枝晶，導致電堆功率密度低、容量低和效率低。開發新型電解液、高性能電堆和電池儲能系統是影響當前產業發展的關鍵技術和主要技術發展方向。
技術實現要素：
4.本技術提供一種全鐵液流電池、單電池、電堆和電解液，以防止負極發生反應產生的枝晶刺破隔膜，提高電池的可靠性。
5.第一方面，提供了一種全鐵液流單電池，包括依次堆疊的負極雙極板、負極、隔膜、正極和正極雙極板；所述負極包括堆疊的多個電極材料，所述多個電極材料中的每兩個電極材料之間具有孔道，所述孔道與所述隔膜之間的夾角大于0
°
且小于180
°
；所述負極發生反應產生的反應物質沉積在所述孔道內表面；所述電極材料包括以下至少一種：鐵、碳。
6.在該方面中，負極中的孔道具有取向作用，枝晶會沿著與孔內壁具有一定角度的方向生長，這樣產生的枝晶被控制在孔道內，可以防止刺破隔膜，導致電池短路，提高了電池的可靠性。
7.在一種可能的實現中，所述孔道與所述隔膜之間的夾角為90
°
。
8.在該實現中，在負極發生反應、進行電池充電時，二價鐵離子fe
2+
轉化為單質鐵fe，單質鐵沉積在電極孔道內表面。隨著反應的進行，沉積的單質鐵的量逐漸增加，并均勻附著在負極的孔道表面，若局部因為液體流動、電流分布不勻等因素導致單質鐵分布不均勻，或者局部富集，富集起來的單質鐵形成枝晶，因為孔道的取向作用，枝晶會沿著垂直孔內壁的方向生長，這樣產生的
聲明：
“全鐵液流電池、單電池、電堆和電解液的制作方法” 該技術專利(論文)所有權利歸屬于技術(論文)所有人。僅供學習研究，如用于商業用途，請聯系該技術所有人。
我是此專利(論文)的發明人(作者)
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編輯：中冶有色網
來源：華為數字能源技術有限公司
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2025年08月05日 ~ 07日 
