[发明专利]一种全钒离子氧化还原液流电池电解液及其制备方法

说明书

本发明公开了一种全钒离子氧化还原液流电池电解液及其制备方法，所按照摩尔比由含钒原料以V₂O₅和还原剂组成；V₂O₅：还原剂＝5～1:1～5；含钒原料以V₂O₅计与还原剂按摩尔比5～1:1～5混合，然后于硫酸溶液中充分反应；反应后的溶液电解，得到全钒离子氧化还原液流电池电解液。本发明以钒渣提钒中间产物—多钒酸铵或偏钒酸铵为原料，采用化学溶解和电解制备两步法制得钒电池所需的电解液，相比传统的以V₂O₅为原料的电解液制备工艺，不需要最终的V₂O₅产品，大幅降低了原料成本。

技术领域

本发明属于钒电池电解液技术领域，尤其涉及一种全钒离子氧化还原液流电池电解液及其制备方法。

背景技术

全钒离子氧化还原液流电池，简称钒电池，是一种新型绿色环保电池。作为一种液流电池，其能量以正负极电解液的形式储存，正负极反应分别为：

正极反应：VO₂⁺+2H⁺+e^-→VO²⁺+H₂O E₀＝1.00V

负极反应：V²⁺－e^-→V³⁺ E₀＝-0.26V

正负极电解液各由一个泵驱动，在离子交换膜两侧的电极上分别发生还原和氧化反应，完成充放电循环。电解液是钒电池能量存储与释放的关键材料。研究表明，电解液的成本约占储能系统总成本的50％以上，同时，电解液的纯度等基本性质决定了电池的运行性能和稳定性。由于电解液的质量与成本是决定钒电池储能系统性能和成本的重要因素，因此必须获得高质量、低成本的电解液的实用化制备技术，这成为钒电池的产业化发展的瓶颈之一。目前，电解液制备方法主要有：1)工业品硫酸氧钒(VOSO₄)直接配制，该方法成本较高，只适合于实验室规模的操作。2)以工业品五氧化二钒(V₂O₅)或三氧化二钒(V₂O₃)为原料的进行制备。其中以五氧化二钒为原料的较多，但V₂O₅作为一种主要的钒产品，其生产成本也较高，难以满足钒电池降低成本的实际需要。

综上所述，现有的电解液制备方法存在成本较高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种全钒离子氧化还原液流电池电解液及其制备方法，旨在解决现有的电解液制备方法存在成本较高的问题。

本发明是这样实现的，一种全钒离子氧化还原液流电池电解液，所述全钒离子氧化还原液流电池电解液按照摩尔比由含钒原料以V₂O₅和还原剂组成；V₂O₅：还原剂＝5～1:1～5；

所述含钒原料选自多钒酸铵、偏钒酸铵中至少一种；

所述还原剂选自脂肪酸及其衍生物、芳香酸及其衍生物、脂肪醇及其衍生物、芳香醇及其衍生物中至少一种；

本发明的另一目的在于提供一种所述全钒离子氧化还原液流电池电解液的制备方法，所述全钒离子氧化还原液流电池电解液的制备方法包括以下步骤：

步骤一，含钒原料以V₂O₅计与还原剂按摩尔比5～1:1～5混合，然后于硫酸溶液中充分反应；

步骤二，反应后的溶液电解，得到全钒离子氧化还原液流电池电解液。