鋅/溴液流電池技術的主要優缺點雖然基于鋅/溴電對的電池概念在100多年前就已經申請專利,但是兩條固有特性妨礙其商業開發,其一是鋅沉積時形成枝晶,其二是溴在水體系溴化鋅電解質中的高溶解性。其中鋅枝晶很容易導致電池短路,而溴溶解后可擴散到負極直接與鋅反應造成電池自放電。20世紀70年代中期到80年代早期,Exxon和Gould為解決上述問題分別啟動開發計劃并實施。
電池網能源公司對Gould技術進行了進一步開發,但未能保持高水準的研究活動。20世紀80年代中期,Exxon把鋅/溴電池技術轉讓給江森自控公(Johnson Controls,Inc.,JCI,美國)、SEA Energiespeicher und Antriebssysteme,歐盟)、豐田汽車公司和明電舍(日本)、Sherwood Industries(澳大利亞)。1994年江森自控公司把溴電池技術賣給ZBB能源公司。鋅/溴電池電化學儲能及放出能量是在電池系統中完成的。該系統基本組成包括雙極性電極、隔膜、水體系電解質及電解質存儲器。
一個三單體電池構成的鋅/溴電池系統。電解質是溴化鋅水溶液,靠泵循環通過電極表面。電極表面被多孔塑料膜依次隔開。所以,在正、負極存在兩股電解質流。鋰電池依據不同的部件設計,兩股液流方向可以不同。兗電時鋅在負極上沉積,溴在正極上生成。放電時在各自電極上分別生成鋅離子和溴離子。電極間的微孑L隔膜阻止溴向沉積鋅一側的擴散,從而降低因直接化學反應造成的電池自放電。
實際上電解質中的化學基團遠比描述復雜。在電解質中溴元素是以溴離子及多溴離子平衡形式存在,此處多溴離子可表示為Br_:『,行為3,5,7[ao];溶液中溴化鋅電離后,鋅離子以絡合物或離子對形式存在。電解質中也加入一些絡合劑與多溴離子形成低溶解度的液態第二相,這些絡合物電解質中溴單質的含量降低到了原來的1/100~1/10,再加上隔膜的阻擋作用而減少溴引起的電池自放電。
這種絡合物也提供了一種遠離沉積鋅電極側的溴的貯存方法,其詳細內容將在下面章節中敘述。溴代N-甲基一N一乙基嗎啉(MEMBr)是一種常用的絡合劑。電極具有雙極性結構,典型組成為碳和塑料。鋰電池廠商在溴存在的環境下即使鈦也會被腐蝕而不能使用金屬材料。在正極一側加入具有高比表面積的碳層以增加反應面積。充電時循環電解質可移去生成的多溴化物,放電時多溴化物被輸送到電極表面。循壞電解質也抑制鋅枝晶生長并簡化電池熱管理。反之,許多現行的先進電池需要進行熱管理。