一种全钒液流电池负极电解液及制备方法与流程

本发明涉及电解液，具体为一种全钒液流电池负极电解液及制备方法。

背景技术：

1、全钒液流电池是一种新型的储能技术，其通过钒离子在不同价态之间的氧化还原反应实现电能的存储和释放。全钒液流电池具有长循环寿命、高效率、快速响应、环境友好等优点，被广泛应用于可再生能源的储存、智能电网、微电网等领域。

2、现有的全钒液流电池负极电解液主要由可溶性钒盐、酸性介质和去离子水组成。这些电解液在实际应用中面临一些挑战，如电解液的化学稳定性不足、杂质离子的影响、电化学性能不佳等。这些问题会导致电池的性能下降、循环寿命缩短，限制了全钒液流电池的大规模应用和推广。

3、然而，现有技术中，针对负极电解液稳定性的改进措施较为有限。大多数研究仅集中在电解液成分的单一优化，未能全面考虑电解液的综合性能。因此，现有技术的负极电解液在实际应用中依然存在以下主要问题：在电池反应过程中，电解液的稳定性不足，导致电池的性能和使用寿命受到严重影响。这一问题亟需通过新的电解液配方和制备方法予以解决。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供了一种全钒液流电池负极电解液及制备方法，解决了在电池反应过程中，电解液的稳定性不足，导致电池的性能和使用寿命受到严重影响的问题。

2、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种全钒液流电池负极电解液，包括以下成分：

3、可溶性钒盐、具有还原性的有机或无机化合物、酸性介质、稳定剂和去离子水，其中所述可溶性钒盐为三氧化二钒、三氧化二钒或其与其它钒化合物的混合物，所述具有还原性的化合物为亚硫酸钠、甲酸钠、乙酸钠、抗坏血酸或其混合物。

4、优选的，所述酸性介质为硫酸、磷酸、盐酸或其混合物，酸性介质的浓度为0.5-3m。

5、优选的，所述稳定剂为乙二胺四乙酸、氨三乙酸或其混合物。

6、优选的，所述还原性化合物的浓度为0.01-0.1m，稳定剂的浓度为0.001-0.05m。

7、一种全钒液流电池负极电解液制备方法，包括以下步骤：

8、s1、将三氧化二钒溶解在去离子水中，得到钒盐浑浊液；

9、s2、向钒盐溶液中加入浓度为0.5-3m的酸性介质，搅拌均匀；

10、s3、向酸性介质溶液中加入浓度为0.01-0.1m的具有还原性的化合物，持续搅拌；

11、s4、向溶液中加入浓度为0.001-0.05m的稳定剂，进一步搅拌；

12、s5、调节溶液的ph值至1-3，静置，得到负极电解液

13、优选的，所述s1步骤中钒盐的溶解温度为60-90摄氏度，时间为30-120分钟。

14、优选的，所述s3步骤中搅拌的时间为10-60分钟，搅拌速度为200-600转每分钟。

15、优选的，所述s4步骤中的稳定剂优选为乙二胺四乙酸，其加入量为溶液总重量的0.01-0.1％。

16、优选的，所述s5步骤中的ph值调节采用稀硫酸或稀氢氧化钠溶液。

17、优选的，所述s5步骤中的静置时间为1-12小时，静置温度为室温。

18、本发明提供了一种全钒液流电池负极电解液及制备方法。具备以下有益效果：

19、1、本发明通过引入还原性有机或无机化合物，有效地减少了电解液中的副反应，提高了负极电解液的稳定性，延长了其使用寿命。

20、2、本发明添加的还原性化合物和稳定剂协同作用，能够有效降低电解液的氧化还原电位，使得电池在充放电过程中表现出更高的电化学效率和能量密度。

21、3、本发明通过在电解液中加入稳定剂，如乙二胺四乙酸或氨三乙酸，可以有效防止钒离子的沉淀，保持电解液的均匀性和流动性，从而提高电池的整体性能。

22、4、本发明方法步骤简单，工艺易于控制，通过温度、浓度和ph值的调节，可以在室温下完成，降低了生产成本和操作难度。

技术特征：

1.一种全钒液流电池负极电解液，其特征在于，包括以下成分：

2.根据权利要求1所述的一种全钒液流电池负极电解液，其特征在于，所述酸性介质为硫酸、磷酸、盐酸或其混合物，酸性介质的浓度为0.5-3m。

3.根据权利要求1所述的一种全钒液流电池负极电解液，其特征在于，所述稳定剂为乙二胺四乙酸、氨三乙酸或其混合物。

4.根据权利要求1所述的一种全钒液流电池负极电解液，其特征在于，所述还原性化合物的浓度为0.01-0.1m，稳定剂的浓度为0.001-0.05m。

5.一种全钒液流电池负极电解液制备方法，依据权利要求1-4任意一条所述的一种全钒液流电池负极电解液，其特征在于，包括以下步骤：

6.根据权利要求5所述的一种全钒液流电池负极电解液制备方法，其特征在于，所述s1步骤中钒盐的溶解温度为60-90摄氏度，时间为30-120分钟。

7.根据权利要求5所述的一种全钒液流电池负极电解液制备方法，其特征在于，所述s3步骤中搅拌的时间为10-60分钟，搅拌速度为200-600转每分钟。

8.根据权利要求5所述的一种全钒液流电池负极电解液制备方法，其特征在于，所述s4步骤中的稳定剂优选为乙二胺四乙酸，其加入量为溶液总重量的0.01-0.1％。

9.根据权利要求5所述的一种全钒液流电池负极电解液制备方法，其特征在于，所述s5步骤中的ph值调节采用稀硫酸或稀氢氧化钠溶液。

10.根据权利要求5所述的一种全钒液流电池负极电解液制备方法，其特征在于，所述s5步骤中的静置时间为1-12小时，静置温度为室温。

技术总结本申请涉及电解液技术领域，公开了一种全钒液流电池负极电解液，包括以下成分：可溶性钒盐、具有还原性的有机或无机化合物、酸性介质、稳定剂和去离子水，其中所述可溶性钒盐为三氧化二钒、三氧化二钒或其与其它钒化合物的混合物，所述具有还原性的化合物为亚硫酸钠、甲酸钠、乙酸钠、抗坏血酸或其混合物，所述酸性介质为硫酸、磷酸、盐酸或其混合物，酸性介质的浓度为0.5‑3M，所述稳定剂为乙二胺四乙酸、氨三乙酸或其混合物，所述还原性化合物的浓度为0.01‑0.1M，稳定剂的浓度为0.001‑0.05M。通过引入还原性有机或无机化合物，有效地减少了电解液中的副反应，提高了负极电解液的稳定性，延长了其使用寿命。技术研发人员：孟青,张家乐,于冬青,王泽晶,许超受保护的技术使用者：山西国润储能科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/9/12