[发明专利]利用失效钒电池的负极电解液再生钒电解液的方法

说明书

本发明涉及利用失效钒电池的负极电解液再生钒电解液的方法，属于钒电池领域。本发明所要解决的是现有失效钒电解液回收利用工艺繁琐、利用率低的问题，其技术方案是提供了利用失效钒电池的负极电解液再生钒电解液的方法，包括如下步骤：向负极电解液中加入五氧化二钒和H₂SO₄，充分反应，固液分离，收集液相，加水稀释，即得再生电解液，所述失效钒电池以硫酸为支持电解质。采用本发明再生方法，能够以100％的回收率回收失效钒电池的负极电解液，既避免了资源的浪费，又不会对环境造成污染，而且再生电解液的电化学活性与正常使用的钒电池电解液基本一致，达到了再次使用的要求。

技术领域

本发明涉及利用失效钒电池的负极电解液再生钒电解液的方法，属于钒电池领域。

背景技术

钒电池因其输出功率和容量相互独立，具有功率和容量大，循环使用寿命长，能量效率高，深度充放电性能好，安全性能高等优点，被认为是最具应用前景之一的大规模储能电池，越来越受到人们的关注。随着钒电池的充放电，正负极电解液间会产生钒离子迁移、负极电解液中二价钒离子氧化、负极析氢等，导致正负极电解液中钒离子的浓度和价态不相匹配，当电解液的利用率达不到设计时的要求时，需要更换新的钒电解液。因此，产生了失效钒电解液。随着钒电池的大规模应用，需要回收利用大量失效的钒电解液。

目前，失效钒电解液的再利用方法主要是回收其中的钒得到五氧化二钒或硫酸氧钒，然后再进一步将五氧化二钒或硫酸氧钒制备成电解液。然而，该方法工艺比较繁琐复杂，回收效率低，再生电解液的成本高。

发明内容

本发明的目的在于提供利用失效钒电池的负极电解液再生钒电解液的方法，以解决现有失效钒电解液回收利用工艺繁琐、利用率低的问题。

本发明提供了利用失效钒电池的负极电解液再生钒电解液的方法，包括如下步骤：向负极电解液中加入五氧化二钒和H₂SO₄，充分反应，固液分离，收集液相，加水稀释，即得再生电解液，所述失效钒电池以硫酸为支持电解质，其中，根据下述方法确定五氧化二钒、H₂SO₄和水的加入量：

a、检测负极电解液中钒离子浓度C1，钒离子平均价态M1，硫酸根浓度Cs1；

b、根据负极电解液的体积V1确定加入五氧化二钒的物质的量n1，n1的计算公式为：n1＝V1*C1*(3.5-M1)/3；

c、根据再生电解液所需的钒离子浓度C2确定再生电解液的体积V2：

V2＝(V1*C1+2n1)/C2；

d、根据再生电解液所需的硫酸根浓度Cs2确定加入H₂SO₄的物质的量n2，n2的计算公式为：n2＝V2*Cs2-V1*Cs1；

e、加入水将电解液的体积调节至V2。

进一步地，步骤a采用化学滴定法进行检测。

进一步地，反应温度为40～100℃。

进一步地，反应温度为70～100℃。

进一步地，所述的水为去离子水。

本发明提供了利用失效钒电池的负极电解液再生钒电解液的方法，主要具有以下优势：

1、失效钒电池负极电解液的回收率可以达到100％，既避免了资源的浪费，又不会对环境造成污染。

2、再生电解液的电化学活性与正常使用的钒电池电解液基本一致，达到了再次使用的要求。

3、本发明工艺非常简单，易于操作，适合于大规模推广应用。

附图说明