一種錫
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錳水系液流電池
技術領域
1.本發明屬電池技術領域，具體涉及一種錫
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錳二次電池。
背景技術：
2.二十一世紀以來，全球不斷增加的能源需求使得世界原油供應日益緊縮，使用化石燃料產生的環境問題，如全球變暖，越來越嚴重的霧霾天氣，也越來越引起人們的重視。然而，由于可再生能源(如風能，太陽能和潮汐能等)具有間歇性，其不連續，不穩定的特點加大了其大規模并入電網的難度，為了提高可再生能源的利用率，發展大規模儲能電池系統是有效的途徑之一。
3.目前有望應用于大型儲能的電池體系可以被簡單分為基于無水電解液電池體系和基于水溶液電解質的電池體系。例如，傳統的鋰離子電池采用無水有機溶液作為電解液，表現出高的工作電壓。然而，高毒性且易燃的有機電解液會造成電池爆炸的危險，這一個問題在大型儲能領域更為突出。高溫鈉
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硫電池，采用液態熔融的電極，并不含有水系電解液，且表現出高的工作電壓和能量密度，然而可燃金屬鈉電極和硫電極在高溫下仍存在起火爆炸的危險，先前已有事故證實這一點。另方面，采用水溶液電解液則可以大幅度提升電池工作的安全性，其主要原因是含水電解液自身不可燃。因此，基于水溶液電解液的鉛酸電池、鎳
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鎘電池、鎳氫電池、全釩液流電池、鋅
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溴液流電池以及近期發展起來的水系鋰離子/鈉離子電池等有望更加廣泛地應用于大型儲能領域。然而，上述水系電池體系的大規模使用仍舊面臨這諸多挑戰和瓶頸問題。首先，鉛酸電池、鎳
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鎘釩液流電池、鋅
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溴液流電池等均含有環境不友好的有毒元素，如鉛離子、鎘、鎘離子、單質溴；其次，水系鋰離子/鈉離子電池和鉛酸電池的電極反應涉及離子嵌入脫出和晶體結構的轉化，表現出有限的循環壽命和功率密度；最后，現有商業化的釩液流電池、鋅
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溴液流電池必須采用昂貴且含氟的離子交換膜作為電池隔膜，在增加成本同時加劇可環境污染。
4.針對上述問題，本發明提出了錫
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錳水系電池體系。其正極反應為二價錳離子(mn
2+
)/三價錳離子(mn
3+
)之間的反應，負極反應為錫(sn)/錫離子(sn
2+
)之間的溶解沉積反應，以同時含有二價錫離子和二價錳離子的水溶液作為電解液。與現有的電池體系相比，該電池體系具有以下優點：第一，電極反應并不涉及不涉及鉛 (pb)、鎘(cd) 、釩(v)等有毒元素；第二，并不采用有
聲明：
“錫-錳水系液流電池” 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：復旦大學
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2025年07月23日 ~ 26日 
