[发明专利]一种负极电解液在全钒液流电池的应用

说明书

本发明涉及一种负极电解液在全钒液流电池中的应用，所述负极电解液含有焦磷酸、磷酸盐、磷酸二氢盐、磷酸氢二盐、多聚磷酸盐或焦磷酸盐的钾、钠、铵盐的一种或二种以上；所述负极电解液为含有钒氧根和硫酸根的水溶液，全钒液流电池负极电解液中钒浓度为1‑5mol/L，所述含磷的物质在负极电解液中的浓度为10^‑3mmol/L～1mol/L。本发明使用的负极电解液的稳定剂，既能有效提高负极电解液在高质子浓度下的稳定性，实现电池的稳定运行，又能提高电解液中钒离子的浓度，提高电池能量密度。本发明制备工艺操作简单、节能环保、成本低、同时能够实现电解液在电池中的稳定运行。

技术领域

本发明涉及一种电解液在全钒液流电池中的应用。

背景技术

随着全世界范围内化石能源的不断枯竭以及人们环境保护意识的不断增强，可再生能源发电技术越来越受到人们的青睐。可再生能源主要包括风能、太阳能、生物质能、海洋能等，它们通常被转化成电能使用。而这些可再生能源发电受地域、气象等条件的影响具有明显的不连续、不稳定性。为了平滑和稳定可再生能源的发电输出及解决发电与用电的时差矛盾，提高电力品质和电网可靠性，必须发展高效储能技术。全钒液流电池(VFB)由于具有系统容量和功率相互独立可调、响应迅速，安全可靠，环境友好，循环寿命长、易维护和再生等突出优势而成为可再生能源发电，电网削峰填谷，应急及备用电站等规模化储能中最有发展前景的技术之一。

全钒液流电池的关键材料主要包括电极双极板、膜和电解液。全钒液流电池关键材料的研究，尤其是在提高关键材料的稳定性、耐久性和降低成本等方面的研究就显得尤为重要。电解液是全钒液流电池的重要组成部分，它的浓度和体积直接决定了电池的容量。因此，电解液的稳定性直接影响到全钒液流电池的稳定性。全钒液流电池所采用的支持电解质是硫酸的水溶液，而三价钒离子在高质子浓度下容易析出，不但导致电池容量降低，而且容易堵塞电池及管路，影响了电池在长期运行过程中的稳定性。因此，需要提高三价钒的稳定性，使电解液在较高的质子浓度下也能稳定存在，从而提高系统的稳定性。

发明内容

本发明目的在于解决上述问题，提供了一种负极电解液应用于全钒液流电池中，以达到提高全钒液流电池稳定性的目的。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种负极电解液在全钒液流电池中的应用，所述负极电解液含有焦磷酸、磷酸盐、磷酸二氢盐、磷酸氢二盐、多聚磷酸盐或焦磷酸盐的钾、钠、铵盐的一种或二种以上；所述负极电解液为含有钒氧根和硫酸根的水溶液，全钒液流电池负极电解液中钒浓度为1-5mol/L，SO₄^2-的摩尔浓度为4-8mol/L，H⁺浓度为6-12mol/L，所述含磷的物质在负极电解液中的浓度为10^-3mmol/L～1mol/L。

所述全钒液流电池负极电解液中SO₄^2-的摩尔浓度为6-8mol/L；H⁺浓度为8-12mol/L。

所述含磷的物质在负极电解液中的浓度为0.01mmol/L～0.5mol/L。全钒液流电池负极电解液使用温度在-20℃-60℃，优选0-50℃。

所述全钒液流电池负极电解液中钒浓度为1-5mol/L，SO₄^2-的摩尔浓度为2-8mol/L，H⁺浓度为2-10mol/L。所述电解液用于全钒液流电池中；所述全钒液流电池以金属类电极或者碳素类电极作为正极和负极材料，以离子传导膜为电池隔膜。

本发明的有益结果：

1)本发明提出一种含磷的物质作为全钒液流电池负极电解液的稳定剂，抑制三价钒在高质子浓度下的析出；

2)本发明添加剂的加入可以提高三价钒的稳定性，因而可提高负极电解液中钒离子浓度的作用，最终提高电池能量密度。负极电解液