權(quán)利要求
在電解槽正負(fù)極分別加入由V2O5粉末、H2C2O4-乙醇混合液、稀硫酸溶液在50-90℃充分?jǐn)嚢杌旌现频玫腣OSO4溶液，在40mA/cm2 - 120 mA/cm2的電解電流密度環(huán)境下，經(jīng)電解還原后，在電解槽負(fù)極得到3.5價(jià)釩離子電解液。
2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的全釩液流電池電解液的制備方法，其特征在于：在所述電解槽正負(fù)極加入同等體積VOSO4溶液。
3.根據(jù)權(quán)利要求2中所述的全釩液流電池電解液的制備方法，其特征在于：所述VOSO4溶液的制備方法為首先將V2O5粉末與稀硫酸溶液在50-90℃環(huán)境下均勻混合，然后加入H2C2O4-乙醇混合液，2h后得到VOSO4溶液。
4.根據(jù)權(quán)利要求3中所述的全釩液流電池電解液的制備方法，其特征在于：所述H2C2O4-乙醇混合液與V2O5粉末的重量比在0.55~0.80之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求4中所述的全釩液流電池電解液的制備方法，其特征在于：所述稀硫酸溶液的濃度為3.5mol/l 至 4.8mol/l。
6.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的全釩液流電池電解液的制備方法，其特征在于：所述電解槽電解時(shí)采用全釩電池電堆。
說(shuō)明書(shū)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及電池電解液制備技術(shù)領(lǐng)域,具體地，涉及一種全釩液流電池電解液的制備方法。
背景技術(shù)
[0002]隨著我國(guó)“雙碳”目標(biāo)的有序推進(jìn)，百兆瓦級(jí)儲(chǔ)能電站也拉開(kāi)了大規(guī)模開(kāi)工建設(shè)的帷幕。公司圍繞國(guó)家產(chǎn)業(yè)規(guī)劃，以“釩產(chǎn)品深加工國(guó)家地方聯(lián)合工程研究中心”為依托，布局了“釩原料基地+釩新材料+釩新能源”為一體的綠色循環(huán)經(jīng)濟(jì)全釩產(chǎn)業(yè)集群。
[0003]目前全釩液流電池的電解液的合成主要有兩種方法：化學(xué)合成法和電解法。
[0004]化學(xué)方法采用釩氧化物與一定的濃度的硫酸溶液中加熱充分活化后，加入還原劑(S、SO2等)得到一定的濃度的低價(jià)釩溶液。該方法還原物質(zhì)殘留影響電解液性能，不僅在在制備過(guò)程產(chǎn)生大量的有害氣體，還會(huì)在反應(yīng)釜中堆積氣泡，影響反應(yīng)空間，對(duì)工藝設(shè)備要求，釩轉(zhuǎn)換率都有極高的要求。
[0005]電解法一般采用有隔膜或鹽橋的電解池裝置，以V釩氧化物為原料，在電解系統(tǒng)負(fù)極槽加入含釩氧化物的H2SO4溶液，正極區(qū)加入相同濃度的H2SO4，在正負(fù)極加上合適直流電源，釩離子在負(fù)電極表面還原得到低價(jià)釩離子溶液。該方法正極發(fā)生析氧反應(yīng)，硫酸濃度會(huì)不斷增大，實(shí)際生產(chǎn)危險(xiǎn)相對(duì)較高，且整個(gè)過(guò)程中會(huì)消耗大量的電能。
發(fā)明內(nèi)容
[0006]為解決現(xiàn)有技術(shù)方案的缺陷，本發(fā)明公開(kāi)了一種全釩液流電池電解液的制備方法，提供一種結(jié)合化學(xué)還原法、電解法兩者的方法，可降低制備成本，降低設(shè)備要求，消耗電能是電解法的三分之一，且整個(gè)過(guò)程沒(méi)有多余廢氣排出，節(jié)能環(huán)保且制備安全性高。
[0007]本發(fā)明公開(kāi)了一種全釩液流電池電解液的制備方法，包括以下制備步驟：
在電解槽正負(fù)極分別加入由V2O5粉末、H2C2O4-乙醇混合液、稀硫酸溶液在50-90℃充分?jǐn)嚢杌旌现频玫腣OSO4溶液，在40mA/cm2 - 120 mA/cm2的電解電流密度環(huán)境下，經(jīng)電解還原后，在電解槽負(fù)極得到3.5價(jià)釩離子電解液。
[0008]進(jìn)一步地，在所述電解槽正負(fù)極加入同等體積VOSO4溶液。
[0009]進(jìn)一步地，所述VOSO4溶液的制備方法為首先將V2O5粉末與稀硫酸溶液在50-90℃環(huán)境下均勻混合，然后加入H2C2O4-乙醇混合液，2h后得到VOSO4溶液。
[0010]進(jìn)一步地，所述H2C2O4-乙醇混合液與V2O5粉末的重量比在0.55~0.80之間。
[0011]進(jìn)一步地，所述稀硫酸溶液的濃度為3.5mol/l 至 4.8mol/l。
[0012]進(jìn)一步地，所述電解槽電解時(shí)采用全釩電池電堆。
[0013]本發(fā)明的工作原理及有益效果為：
本技術(shù)方案VOSO4溶液由H2C2O4-乙醇混合液等原材制成，H2C2O4-乙醇混合液在反應(yīng)過(guò)程中，乙醇不僅作為消泡劑降低反應(yīng)釜中氣泡堆積問(wèn)題，經(jīng)過(guò)氧化后得到乙酸，還具有擾亂HSO4-平衡的作用，會(huì)增強(qiáng)正極電解液的穩(wěn)定性，有效避免了正極析癢反應(yīng)。本技術(shù)方案具有制備成本低、設(shè)備依賴性小、節(jié)能環(huán)保、安全性高等優(yōu)點(diǎn)。
附圖說(shuō)明
[0014]圖1是本發(fā)明實(shí)施例一的性能參數(shù)圖;
圖2是本發(fā)明實(shí)施例二的性能參數(shù)圖;
圖3是本發(fā)明實(shí)施例三的性能參數(shù)圖;
圖4是本發(fā)明實(shí)施例四的性能參數(shù)圖;
圖5是本發(fā)明中四個(gè)實(shí)施例的性能對(duì)比圖。
實(shí)施方式
[0015]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都涉及本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0016]針對(duì)背景技術(shù)中問(wèn)題，申請(qǐng)人提出一種化學(xué)合成法與電解法相結(jié)合的方法，可消除背景技術(shù)中的技術(shù)缺陷。本發(fā)明公開(kāi)了一種全釩液流電池電解液的制備方法，包括以下制備步驟：
在電解槽正負(fù)極分別加入由V2O5粉末、H2C2O4-乙醇混合液、稀硫酸溶液在50-90℃充分?jǐn)嚢杌旌现频玫腣OSO4溶液，在40mA/cm2 - 120 mA/cm2的電解電流密度條件下，經(jīng)電解還原后，在電解槽負(fù)極得到3.5價(jià)釩離子電解液。H2C2O4-乙醇混合液在反應(yīng)過(guò)程中，乙醇不僅可以作為消泡劑降低反應(yīng)釜中氣泡堆積問(wèn)題，經(jīng)過(guò)氧化后得到乙酸，還具有擾亂HSO4-平衡的作用，會(huì)增強(qiáng)正極電解液的穩(wěn)定性，有效避免了正極析癢反應(yīng)，正極發(fā)生的反應(yīng)為V(Ⅳ)+e+ → V(Ⅴ)。
實(shí)施例
[0017]V2O5粉末與稀硫酸溶液在80℃環(huán)境下均勻混合1h，后加入適量H2C2O4粉末進(jìn)行攪拌，2h后得到VOSO4溶液。其四價(jià)釩轉(zhuǎn)換率在96%以上，滿足指標(biāo)要求。再經(jīng)過(guò)全釩電池電堆電解，在電流密度為40mA/cm2環(huán)境下電解，得到溶液1，以此溶液組裝全釩液流電電池進(jìn)行性能測(cè)試，以評(píng)價(jià)電解液性能，其性能參數(shù)如圖1所示。
實(shí)施例
[0018]V2O5粉末與稀硫酸溶液在80℃環(huán)境下均勻混合1h，后加入適量H2C2O4粉末進(jìn)行攪拌，2h后得到VOSO4溶液。其四價(jià)釩轉(zhuǎn)換率在96%以上，滿足指標(biāo)要求。再經(jīng)過(guò)全釩電池電堆電解，在電流密度為80mA/cm2環(huán)境下電解，得到溶液2，以此溶液組裝全釩液流電電池進(jìn)行性能測(cè)試，以評(píng)價(jià)電解液性能其性能參數(shù)如圖2所示。
實(shí)施例
[0019]V2O5粉末與稀硫酸溶液在80℃環(huán)境下均勻混合1h，后加入適量H2C2O4-乙醇混合液，2h后得到VOSO4溶液。其四價(jià)釩轉(zhuǎn)換率在96%以上，滿足指標(biāo)要求。再經(jīng)過(guò)全釩電池電堆電解，在電流密度為40mA/cm2環(huán)境下電解，得到溶液3，以此溶液組裝全釩液流電電池進(jìn)行性能測(cè)試，以評(píng)價(jià)電解液性能，其性能參數(shù)如圖3所示。
實(shí)施例
[0020]V2O5粉末與稀硫酸溶液在80℃環(huán)境下均勻混合1h，后加入適量H2C2O4-乙醇混合液，2h后得到VOSO4溶液。其四價(jià)釩轉(zhuǎn)換率在96%以上，滿足指標(biāo)要求。再經(jīng)過(guò)全釩電池電堆電解，在電流密度為80mA/cm2環(huán)境下電解，得到溶液4，以此溶液組裝全釩液流電電池進(jìn)行性能測(cè)試，以評(píng)價(jià)電解液性能，其性能參數(shù)如圖4所示。
[0021]結(jié)合四個(gè)實(shí)施例，如圖5所示，可知，加入H2C2O4-乙醇混合液與稀硫酸混合與單純加入H2C2O4粉末與稀硫酸混合，庫(kù)倫效率、電壓效率可提高2%以上，能量效率能提高4%以上，在充電深度(SOC)為70%的情況下，V(V)濃度以及V濃度均有所提升。
[0022]最后應(yīng)說(shuō)明的是：以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明而并非限制本發(fā)明所描述的技術(shù)方案;因此，盡管本說(shuō)明書(shū)參照上述的各個(gè)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明已進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，但是，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，仍然可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行修改或等同替換;而一切不脫離本發(fā)明的精神和范圍的技術(shù)方案及其改進(jìn)，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍中。
全文PDF
全釩液流電池電解液的制備方法.pdf
聲明：
“全釩液流電池電解液的制備方法” 該技術(shù)專利(論文)所有權(quán)利歸屬于技術(shù)(論文)所有人。僅供學(xué)習(xí)研究，如用于商業(yè)用途，請(qǐng)聯(lián)系該技術(shù)所有人。
我是此專利(論文)的發(fā)明人(作者)
2196
編輯：中冶有色技術(shù)網(wǎng)
來(lái)源：華秦儲(chǔ)能技術(shù)有限公司
分享 0
舉報(bào) 0
收藏 0
反對(duì) 0
點(diǎn)贊 0
中冶有色技術(shù)平臺(tái)
2025年03月25日 ~ 27日 
京公網(wǎng)安備 11010702002294號(hào)
