一种全钒氧化还原液流电池电解液的制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109742433A(43)申请公布日2019.05.10(21)申请号201811595006.2(22)申请日2018.12.25(71)申请人武汉科技大学地址430081湖北省武汉市青山区和平大道947号申请人国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司(72)发明人张一敏杨亚东刘涛李爱魁黄晶丁木清(74)专利代理机构武汉科皓知识产权代理事务所(特殊普通合伙)42222代理人张火春(51)Int.Cl.H01M8/18(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图1页(54)发明名称一种全钒氧化还原液流电池电解液的制备方法(57)摘要本发明涉及一种全钒氧化还原液流电池电解液的制备方法。其技术方案是：将五氧化二钒和去离子水按固液比为(100～400)∶1g/L混合，搅拌，得到混合浆体。按硫酸∶五氧化二钒的摩尔比为(2～8)∶1，将硫酸加入混合浆体中，搅拌，得到活化浆体。按碳质还原剂∶五氧化二钒的摩尔比为(0.5～3.0)∶1，将碳质还原剂加入所述活化浆体内，于反应釜内在100～260℃搅拌1～4h，过滤，得到电解液粗液。将电解液粗液置于电解槽负极，电解槽正极加入与电解液粗液酸度相同的硫酸溶液，将电解液粗液在电流为1～5A条件下恒流电解至价态为3.5价，制得全钒氧化还原液流电池电解液。本发明流程简单、效率高、成本低和无污染；所制备的电解液无杂质残留。CN109742433ACN109742433A权利要求书1/1页1.一种全钒氧化还原液流电池电解液的制备方法，其特征在于所述方法的具体步骤如下：步骤一、将五氧化二钒和去离子水按固液比为(100～400)∶1g/L，将所述五氧化二钒和所述去离子水混合，搅拌，得到混合浆体；步骤二、按硫酸∶五氧化二钒的摩尔比为(2～8)∶1，将所述硫酸加入所述混合浆体中，搅拌，得到活化浆体；步骤三、按碳质还原剂∶五氧化二钒的摩尔比为(0.5～3.0)∶1，将所述碳质还原剂加入所述活化浆体内，再将加入所述碳质还原剂的所述活化浆体置于反应釜内，在100～260℃条件下搅拌1～4h，过滤，得到电解液粗液；步骤四、将所述电解液粗液置于电解槽负极，电解槽正极加入硫酸溶液，所述硫酸溶液的酸度与所述电解液粗液酸度相同；再将所述电解液粗液在电流为1～5A条件下恒流电解至价态为3.5价，制得全钒氧化还原液流电池电解液；所述五氧化二钒的纯度≥99.5％；所述硫酸的质量分数为80～98％。2.根据权利要求1所述的全钒氧化还原液流电池电解液的制备方法，其特征在于所述碳质还原剂为碳黑、石墨、乙炔黑和活性炭中的一种以上。2CN109742433A说明书1/5页一种全钒氧化还原液流电池电解液的制备方法技术领域[0001]本发明属于电解液制备技术领域，具体涉及一种全钒氧化还原液流电池电解液的制备方法。背景技术[0002]由于风能、太阳能等可再生能源发电存在间歇性和不稳定性，无法稳定供电，所以在开发利用这些可再生能源时，需要发展大规模的电力储能系统来实现电网的调峰填谷、缓和电力供需矛盾。钒电池储能技术由于其具有储能规模大、安全性高、循环寿命长、环境友好等优点被认为是最有应用前景的液流电池储能技术。电解液作为钒电池的储能介质，不仅决定了钒电池的储能容量，还很大程度上决定了钒电池储能系统的成本。目前，常规的电解液制备方法是以五氧化二钒为原料，采用化学还原法及电解法制备。[0003]“一种钒电池电解液的生产工艺及系统”(CN108777316A)专利技术，提供了一种制备钒电池电解液的制备方法，利用液态SO2作为还原剂，在带压反应釜中直接对由硫酸、五氧化二钒配制成的悬浮浆液进行液相还原，然后利用隔膜电解槽一步法制备得到钒电池正、负极电解液，该制备过程虽未引入杂质且过程简单，但由于SO2溶解度较低且反应有残留不易去除，导致SO2利用率较低且易产生较大的环境污染。[0004]“钒电池电解液制备方法”(CN101800339B)专利技术，该技术利用草酸直接还原五氧化二钒制备钒电池电解液，该制备过程采用草酸作为还原剂，虽制备效率高和流程简单，但成本过高且草酸残留不易去除影响电解液性能。[0005]“一种全钒离子氧化还原液流电池电解液及其制备方法”(CN108808052A)专利技术，提出了一种制备钒电池电解液的方法，该技术采用化学溶解和电解制备两步法制备电解液，还原剂选自丙酸、丁二酸、丙三醇、苯甲醇、丙二酸、戊二酸和甲醇等，制备过程还原效率较低且还原剂成本较高。[0006]“一种利用V2O5制备钒电池负极电解液的方法”(CN105655620B)专利技术，提出了一种制备钒电池电解液的方法，V2O5在硫酸水溶液中加热活化后采用铜-硫代硫酸钠-氨联合法制备三价钒电解液，该方法虽然成