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【主权项】
1. 一种可再充电电池，其包含第一和第二电极，其中在其充电状态下，该电池包含与所 述第一电极接触的氧化还原活性物类和溶解或悬浮在水溶液中与所述第二电极接触的氢 醌，其中在放电期间所述氧化还原活性物类被还原且所述氢醌被氧化为醌。2. 权利要求1的可再充电电池，其中所述氧化还原活性物类溶解或悬浮在水溶液中。3. 权利要求1的可再充电电池，其中所述与第一电极接触的氧化还原活性物类包含 氯、溴、碘、氧、银、络、钴、铁、猛、钴、镍、铜或铅。4. 权利要求1的可再充电电池，其中所述与第一电极接触的氧化还原活性物类包含 溴。5. 权利要求3的可再充电电池，其中所述与第一电极接触的氧化还原活性物类包含氧 化锰、氧化钴或氧化铅。6. 权利要求1-5中任一项的可再充电电池，其中所述与第二电极接触的氢醌和醌具有 相对于标准氢电极低于〇. 4伏的标准电化学电势。7. 权利要求6的可再充电电池，其中所述醌为水溶性蒽醌。8. 权利要求7的可再充电电池，其中所述水溶性蒽醌包含一个或多个磺酸盐基团。9. 权利要求8的可再充电电池，其中所述蒽醌为9, 10-蒽醌-2, 7-二磺酸盐。10. 权利要求6-9中任一项的可再充电电池，其中第一和第二电极由离子传导性屏障 隔离，且所述氧化还原活性物类包含溴。11. 权利要求1的可再充电电池，其中所述氧化还原活性物类为溶解或悬浮在水溶液 中的第二醌。12. 权利要求11的可再充电电池，其中通过抑制所述氧化还原活性物类和所述氢醌传 递的屏障将所述第一电极与所述第二电极隔离。13. 权利要求12的可再充电电池，其中所述屏障为尺寸排阻屏障。14. 一种可再充电电池，其包含由离子传导性烃屏障或尺寸排阻屏障隔离的第一和第 二电极，其中在其充电状态下，所述电池包含在所述第一电极处的醌和在所述第二电极处 的氢醌，其中在放电期间，所述醌被还原且所述氢醌被氧化。15. 权利要求1-5和11-14中任一项的可再充电电池，其中氧化形式的醌或氢醌具有式 (A)-(D)：其中RfRi。各自独立选自H、任选被取代的Ci6烷基、卤代、羟基、任选被取代的Ci6烷氧 基、S03H、氨基、硝基、羧基、磷酰基、膦酰基和氧代，或它们的离子，条件是式（A)的&-1?6中 的两个为氧代，式（B)的1^-1?8中的两个或四个为氧代，且式（C)和（D)的!^-!^。中的两个、 四个或六个为氧代，其中虚线表示式（A)的单环、式（B)的双环和式（C)和（D)的三环完全 共辄。16. 权利要求1-5和11-14中任一项的可再充电电池，其中氧化形式的醌或氢醌具有式 (I)-(IX)：其中RfR8各自独立选自H、任选被取代的Ci6烷基、卤代、羟基、任选被取代的Ci6烷氧 基、S03H、氨基、硝基、羧基、磷酰基、膦酰基和氧代，或它们的离子。17. 权利要求1-5和11-14中任一项的可再充电电池，其中氧化形式的醌或氢醌为： 9, 10-蒽醌-2, 7-二磺酸， 9, 10-蒽醌-2, 6-二磺酸， 9, 10-蒽醌-1,8-二磺酸， 9, 10-蒽醌-1,5-二磺酸， 9, 10-蒽醌-2-磺酸， 9, 10-蒽醌-2, 3-二甲磺酸， 1，8-二羟基-9, 10-蒽醌-2, 7-二磺酸， 1，5-二羟基-9, 10-蒽醌-2, 6-二磺酸， 1，4-二羟基-9, 10-蒽醌-2-磺酸， 1，3, 4-三羟基-9, 10-蒽醌-2-磺酸， 1，2-萘醌-4-磺酸， 1，4-萘醌-2-磺酸， 2_氯-1，4-萘醌-3-磺酸， 2_溴-1，4-萘醌-3-磺酸，或它们的混合物。18. 权利要求17的可再充电电池，其中氧化形式的醌或氢醌为： 9, 10-蒽醌-2, 7-二磺酸， 9, 10-蒽醌-2, 6-二磺酸， 9, 10-蒽醌-1,8-二磺酸， 9, 10-蒽醌-1,5-二磺酸， 9, 10-蒽醌-2-磺酸，或它们的混合物。19. 权利要求1-5和11-14中任一项的可再充电电池，其中氧化形式的醌或氢醌为： 2-羟基-1，4-萘醌-3-磺酸， 1，2, 4-三羟基苯-3-磺酸， 2, 4, 5-三羟基苯-1，3-二磺酸， 2, 3, 5-三羟基苯-1，4-二磺酸， 2, 4, 5, 6-四羟基苯-1，3-二磺酸， 2, 3, 5-三羟基苯-1，4-二磺酸， 2, 3, 5, 6-四羟基苯-1，4-二磺酸，或它们的混合物。20. 权利要求1-19任一项的可再充电电池，其还包含溶解或悬浮在水溶液中的醌和/ 或氢醌所用的储器和使醌和/或氢醌循环的机构。
【专利摘要】本发明提供一种基于新的化学物质的电化学电池，用于大规模（例如电网规模）电能储存的液流电池。通过使所谓醌变成氢醌的有机小分子质子化，电能以化学方式储存在电化学电极。通过在另一个电极的补充电化学反应提供质子。使这些反应逆转以释放电能。基于该构思的液流电池可作为封闭系统操作。液流电池结构相对于固体电极电池对于大规模储能具有放大优势。
【IPC分类】H01M8/18
【公开号】CN105308785
【申请号】CN201380061081
【发明人】B.赫斯金森, M.马沙克, M.J.阿齐兹, R.G.戈登, T.A.贝利, A.阿斯普鲁-古兹克, S.艾尔, C.苏
【申请人】哈佛大学校长及研究员协会
【公开日】2016年2月3日
【申请日】2013年9月26日
【公告号】CA2885929A1, EP2901520A2, US20150243991, US20160043423, WO2014052682A2, WO2014052682A3