[发明专利]一种以富钒液为原料制备钒电池电解液的方法

权利要求书

1.一种以富钒液为原料制备钒电池电解液的方法，其特征在于所述方法的具体步骤是：

步骤一、先将富钒液蒸发浓缩至钒浓度为1～3mol/L的钒溶液，然后在搅拌条件下加入浓硫酸进行酸化，直至所述钒溶液中的硫酸浓度为2～6mol/L，即得电解液Ⅰ；

步骤二、先按碳材料∶阴离子交换树脂∶粘结剂∶有机溶剂的质量比为1∶(0.5～5)∶(0.05～0.5)∶(2～10)配料，将所述碳材料、所述阴离子交换树脂、所述粘结剂和所述有机溶剂混合，搅拌2～6h，得到混合液Ⅰ；再将所述混合液Ⅰ均匀地喷覆或涂抹在石墨毡电极上，然后在40～75℃条件下烘干，制得阳极复合电极；

所述阴离子交换树脂为伯胺基阴离子交换树脂、仲胺基阴离子交换树脂和叔胺基阴离子交换树脂中的一种以上；所述阴离子交换树脂的粒度小于74μm占60～85wt％；

步骤三、先按碳材料∶阳离子交换树脂∶粘结剂∶有机溶剂的质量比为1∶(0.5～5)∶(0.05～0.5)∶(2～10)配料，将所述碳材料、所述阳离子交换树脂、所述粘结剂和所述有机溶剂混合，搅拌2～6h，得到混合液Ⅱ；再将所述混合液Ⅱ均匀地喷覆或涂抹在石墨毡电极上，然后在40～75℃条件下烘干，制得阴极复合电极；

所述阳离子交换树脂为磺酸基阳离子交换树脂、羧基阳离子交换树脂、硫脲基阳离子交换树脂和亚胺二乙酸基阳离子交换树脂中的一种以上；所述阳离子交换树脂的粒度小于74μm占60～85wt％；

步骤四、先将所述阳极复合电极和所述阴极复合电极置于电容去离子装置对应的正极端和负极端，接通直流电源，设定电压为0.5～3V，再将所述电解液Ⅰ循环泵入电容去离子装置中，所述电解液Ⅰ通过每平方米复合电极的流量为5～40L/min，循环时间为0.5～6h，即得电解液Ⅱ；

所述复合电极为所述阳极复合电极和所述阴极复合电极；

步骤五、先将所述电解液Ⅱ置于电解槽负极室，再向电解槽正极室加入硫酸溶液，所述硫酸溶液的酸度与所述电解液Ⅱ的酸度相同；然后接通电源，在电流为1～5A条件下恒流电解至电解液中钒离子价态为3.5价，即得电解液Ⅲ；

步骤六、按螯合剂∶所述电解液Ⅲ中杂质离子的摩尔比为1∶1～10，向所述电解液Ⅲ中添加所述螯合剂，混合，即得钒电池电解液；

所述螯合剂为氨基三乙酸、乙二胺四乙酸、8-羟基喹啉、柠檬酸铵、多磷酸盐中的一种以上；

所述富钒液的化学成分是：钒浓度为5～120g/L；铁浓度为0.5～2g/L；铝浓度为0.3～5g/L；镁浓度为0.5～1.5g/L；钾浓度为0.2～0.5g/L；钠浓度为0.2～1g/L。

2.根据权利要求1所述的以富钒液为原料制备钒电池电解液的方法，其特征在于步骤二和步骤三所述碳材料为活性炭、石墨烯、碳纳米管和乙炔炭黑中的一种以上，碳材料的粒度小于74μm占60～85wt％。

3.根据权利要求1所述的以富钒液为原料制备钒电池电解液的方法，其特征在于步骤二和步骤三所述粘结剂为聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯和聚乙烯醇中的一种以上。

4.根据权利要求1所述的以富钒液为原料制备钒电池电解液的方法，其特征在于步骤二和步骤三所述有机溶剂为乙醇、丙酮、二甲基乙酰胺和二甲基甲酰胺中的一种。