[实用新型]用于制备钒电池电解液的电解装置及电解池组

说明书

技术领域

本实用新型涉及钒电解液的制备装置。 

背景技术

全钒液流电池是一种新型的电能储存装置，其优点是电池系统的输出功率和储能容量相互独立，系统设计灵活；能量效率高，可达70～80％;蓄电容量大，可达百兆瓦时；电池的可靠性高，可深度放电达90％以上；启动迅速；系统选址自由，不受地域限制；电池的大部分部件材料可循环使用，显示了较大的成本优势；建设周期短，系统运行和维护费用低；特别是具有运行安全和环境友好的优点。 

由于在成本、效率和安全等方面具有突出的优点，因而是大规模储能技术的首选。在钒电池中使用的典型的电解液含有1比1摩尔浓度比的三价钒离子和四价钒离子。该电解液通常被分成两个相等的部分并分别置于电池的正极室和负极室中。在经过充分充电后，正极电解液的钒离子全部为五价，负极电解液的钒离子全部为二价。 

目前，钒电解液的制备是将V₂O₅溶解在硫酸中，然后将其通入钒电解池中通过电解法还原成三价钒和四价钒比例为1比1的混合物的过程。典型的钒电解池包括阳极室和阴极室，分别包括阳极板和阴极板，两块极板之间由可通过钒离子的隔膜隔开。CN200810012019.5披露一种钒电解池，该结果具有代表性。该电解池单元依序包含部件阳极集流板、垫片（密封用）、阳极、安置阳极的边框、离子交换膜（即隔膜）、垫片、用于安置阴极的边框、阴极、垫片和阴极集流板。 

现有的钒电解池存在这样一个缺陷，在电解池装配好后，离子交换膜与其两侧的电极（板）之间具有空间，形成一个空腔，由于膜本身的柔软，很容易因为两侧压力的不均衡而被撑破，变形或者加速钒的迁移等，导致无法准确的利用电压或时间控制电解液的荷电态。 

实用新型内容

本实用新型的目的之一是提出一种用于制备钒电解液的电解装置，以克服现有的钒电解池中离子交换膜可能发生破损等的缺陷。 

本实用新型的钒电解液电解装置中提供膜支撑架，其设置在离子交换膜的两侧。该膜支撑架起到保护离子交换膜的作用，使其不至于因为两侧的压力偏差而发生破 损，影响电解效果。 

进一步地，所述膜支撑架是格栅或者筛板。 

进一步地，所述膜支撑架由耐酸高分子材料制成。优选由聚丙烯、聚乙烯或聚氯乙烯制成。 

本实用新型还涉及用于制备钒电池电解液的电解池组，其包含上述电解装置。 

附图说明

图1是根据本实用新型的电解池组的示意图。 

具体实施方式

图1是根据本实用新型的电解池组的示意图。该电解池组包括N个电解池单元。最左侧的电解池单元从左到右依次包括阳极板1、膜支撑架2、离子交换膜3、膜支撑架4、阴极板5。最右侧的电解池单元从左到右依次包括阴极板1’、膜支撑架2’、离子交换膜3’、膜支撑架4’、阳极板5’。它们通过螺杆6紧固在一起。在本实施例中，离子交换膜3、3’的两侧各设置膜支撑架2、4和2’、4’。这些膜支撑架通常是由耐酸材料制成的格栅或者筛板，其中格栅是优选的，因为其对电解液的阻力最小。这些耐酸材料通常是高分子材料，可以用于形成格栅的材料的例子包括由聚丙烯、聚乙烯和聚氯乙烯。 

在典型的实施方式中，离子交换膜两侧的膜支撑架紧贴着离子交换膜，将离子交换膜夹在中间，以避免交换膜在两侧压力不同时向一侧鼓出。