[发明专利]一种用于抑制电解液强析氢的全钒液流电池电解液及其制备方法

说明书

一种全钒液流电池电解液，具体涉及一种用于抑制电解液强析氢的全钒液流电池电解液及其制备方法，属于电解液制备领域。该电解液通过控制电池反应期间参与强析氢的各主副族杂质元素离子浓度保证电解液的效率，根据电解液中的杂质是否是同族元素设置不同的总量范围值和单一杂质范围值。本发明通过控制钒原料杂质元素含量进而得到杂质含量可控的电解液，可以有效抑制电解液强析氢，提升电池系统在不同运行模式下系统放电容量，减少放电衰减速率同时保证系统效率不变，维持与高纯钒系统同等水平。

技术领域

本发明属于电解液领域，具体涉及一种可以抑制电解液强析氢的全钒液流电池电解液。

背景技术

目前常用的电池电解液为全钒液流电池电解液，要求原料钒在含量97％，高纯度电解液杂质总含量要求100mg/L，单一元素含量要求5mg/L，这造成电解液成本居高不下。

为降低电解液成本，在不影响溶液性能的基础上，允许一些元素以一定量的浓度存在，其中包括析氢类元素，此类元素由于具有极强的电化学催化作用，当其存在于钒电解液中，会催化电解液快速析氢，使电池系统自放电加重，导致电池放电容量逐渐减少。现有技术对此类元素在电解液领域的研究较少，仅涉及个别析氢元素的浓度点，没有对整个析氢类元素进行深入系统的研究。

发明内容

为克服析氢元素对电池的影响，本发明提供了一种全钒液流电池电解液，该电解液可以降低系统放电容量衰减风险。

根据原料的不同，首先由原料采购进行控制，根据计算，对原料钒中析氢元素含量进行限制，其含量限值为：当含析氢元素钒原料完全溶解形成电解液后，其析氢离子含量应满足下述要求中任意一条：

电解液中存在以下一种或一种以上同族杂质元素，满足以下条件：

1.IA主族：Li+Na+K+Rb≤120mg/L，且其中之一≤30mg/L；

2.IIIA主族：B+Al+Ga≤70mg/L，且其中之一≤20mg/L；

3.VA主族：N+As+Sb+Bi≤40mg/L，且其中之一≤10mg/L；

4.IIIB副族：Sc+Y≤20mg/L，且其中之一≤10mg/L；

5.IVB副族：Ti+Zr≤50mg/L，且其中之一≤25mg/L；

6.VIB副族：Cr+Mo+W≤30mg/L，且其中之一≤10mg/L；

7.IB副族：Cu+Ag+Au≤10mg/L，且其中之一≤3mg/L；

8.IIB副族：Zn+Cd+Hg≤50mg/L，且其中之一≤15mg/L；

9.VIIB副族：Mn+Tc+Re≤6mg/L，且其中之一≤2mg/L；

10.VIIIB副族：Fe+Ni+Rh+Pt+Pd+Os+Ru+Ir+Co≤10mg/L，且其中之一≤1mg/L；

由于同一其他元素与本族性质相同，所以未全部罗列。

电解液中同时存在以下不同族元素，应满足以下条件：

1.IA主族、IIIA主族与IVB副族同时存在，满足以下条件：IA主族、IIIA主族与IVB副族元素总和≤230mg/L，其中之一≤25mg/L；

2.IA主族、VA主族与VIB副族同时存在，满足以下条件：IA主族、VA主族与VIB副族元素总和≤180mg/L，其中IA族其中之一≤15mg/L，VA主族其中之一≤15mg/L，VIB主族其中之一≤15mg/L；