[发明专利]一种全钒液流电池电解液及其配制方法

权利要求书

1.一种全钒液流电池电解液制备方法，所述电解液制备方法包括以下步骤：

(1)将n mol V₂O₅、3n mol H₂SO₄、n mol H₂C₂O₄·2H₂0加入水中，在65～75℃反应至无气泡产生，得到n molVO(HSO₄)₂+n molVOSO₄电解液母液；

(2)在步骤(1)得到的n molVO(HSO₄)₂+n mol VOSO₄电解液母液中加入(2～3)n molHCl得n mol VO(HSO₄)₂+n mol VOSO₄+(2～3)n mol HCl电解液母液；

(3)将步骤(2)得到的n molVO(HSO₄)₂+n mol VOSO₄+(2～3)n mol HCl电解液母液平分成两份，并在其中一份中加入0.5n mol硫酸作为负极；

(4)将正、负极电解液分别置于全钒液流电池充放电系统的正、负极充电；

(5)将步骤(4)得到的负极电解液平分后分别置于全钒液流电池正、负两极充电；

充电后所述正极电解液含有VO₂HSO₄、HCl、H₂SO₄、V(HSO₄)₂Cl，所述负极电解液含有V(HSO₄)Cl、HCl、H₂SO₄、VO(HSO₄)₂。

2.根据权利要求1所述的全钒液流电池电解液制备方法，其特征在于所述电解液V元素的摩尔浓度为1.7～1.9mol/L。

3.根据权利要求1所述的全钒液流电池电解液制备方法，其特征在于所述电解液需要超纯水做溶液。

4.根据权利要求1所述的全钒液流电池电解液制备方法，其特征在于所述全钒液流电池电解液的配制方法包括以下步骤：

(1)将n mol V₂O₅、3n mol H₂SO₄、n mol H₂C₂O₄·2H₂0加入水中，在65～75℃反应至无气泡产生，得到n mol VO(HSO₄)₂+n mol VOSO₄电解液母液，其中S:V元素摩尔比为3:2，化学反应方程式为：

V₂O₅+3H₂SO₄+H₂C₂O₄·2H₂0＝VO(HSO₄)₂+VOSO₄+2CO₂↑+5H₂O；

(2)在步骤(1)得到的n mol VO(HSO₄)₂+n mol VOSO₄电解液母液中加入(2～3)n molHCl得n mol VO(HSO₄)₂+n mol VOSO₄+(2～3)n mol HCl电解液母液；

(3)将步骤(2)得到的n mol VO(HSO₄)₂+n mol VOSO₄+(2～3)n mol HCl电解液母液平分成两份，并在其中一份中加入0.5n mol硫酸作为负极，其中正极包括0.5n mol VO(HSO₄)₂+0.5n mol VOSO₄+(1～1.5)n mol HCl，负极包括0.5n mol VO(HSO₄)₂+0.5n mol VOSO₄+(1～1.5)n mol HCl+0.5n mol H₂SO₄；

(4)将正、负极电解液分别置于全钒液流电池充放电系统的正、负极充电，充满电后在正极得到0.5n mol VO₂HSO₄+0.5n mol VOSO₄+0.5n mol H₂SO₄正极电解液母液，在负极得到0.5n mol V(HSO₄)₂Cl+0.5n mol VO(HSO₄)₂+(0.5～1)n mol HCl负极电解液，其中S：V：Cl元素的摩尔比为4：2：2～3，正、负极电化学反应式分别为：正极：VO(HSO₄)₂+H₂0-H⁺-e＝VO₂HSO₄+H₂SO₄，负极：VOSO₄+HCl+H₂SO₄+H⁺+e＝V(HSO₄)₂Cl+H₂O；

(5)将步骤(4)得到的0.5n mol V(HSO₄)₂Cl+0.5n mol VO(HSO₄)₂+

(0.5～1)n mol HCl负极电解液平分后分别置于全钒液流电池正、负两极充电，化学反应方程式为：正极：VO(HSO₄)₂+H₂0-H⁺-e＝VO₂HSO₄+H₂SO₄，负极：V(HSO₄)₂Cl+H⁺+e＝V(HSO₄)Cl+H₂SO₄；

反应后正极得到0.25n mol VO₂HSO₄+0.25n mol H₂SO₄+(0.25～0.5)n mol HCl+0.25nmol V(HSO₄)₂Cl电解液，负极得到0.25n mol V(HSO₄)Cl+0.25n mol H₂SO₄+(0.25～0.5)nmol HCl+0.25n mol VO(HSO₄)₂电解液。