[發明專利]一種全釩液流電池電極活性的再生方法

有效

• 申請號: 201610497597.4
• 申請日: 2016-06-30
• 公開（公告）號: CN107565151B
• 公開（公告）日: 2020-04-17
• 發明（設計）人: 劉濤;張華民;李先鋒
• 申請（專利權）人: 中國科學院大連化學物理研究所
• 主分類號: H01M8/18
• 分類號: H01M8/18
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 馬馳

一種全釩液流電池電極活性的再生方法，當運行后的全釩液流電池電壓效率相對于全釩液流電池初始電壓效率降低后，將全釩液流電池系統停止運行，將電池的正極電解液進出口與裝填有負極電解液的容器連通，全釩液流電池的負極電解液進出口與裝填有正極電解液的容器連通。該方法再生的電極可以使長期工作后的電極獲得與初始電極相當的電催化活性，從而使其電壓效率和能量效率恢復至初始值，能夠大大延長全釩液流電池的使用壽命，且操作簡單，無需拆解電堆取出電極材料進行處理，可降低維護成本。

技術領域

本發明涉及液流電池電極領域，特別涉及全釩液流電池的電極活化方法。

背景技術

全釩液流電池因其具有輸出功率和容量相互獨立，系統設計靈活；能量效率高，壽命長，運行穩定性和可靠性高，自放電低；選址自由度大，無污染、維護簡單，運營成本低，安全性高等優點，在規模儲能方面具有廣闊的發展前景，被認為是解決太陽能、風能等可再生能源發電系統隨機性和間歇性非穩態特征的有效方法，在可再生能源發電和智能電網建設中有著重大需求。

然而，全釩液流電池經長期運行后，其電壓效率會降低，導致能量效率隨之降低，影響電池的實際放電功率。導致這一現象的主要原因是由于在長期的充放電過程中，正極中的五價釩和負極中的二價釩會析出在電極材料表面，覆蓋反應活性位，繼而電極的電催化活性降低，電池的電化學極化增大。為此，有必要發明一種方法，在全釩液流電池電壓效率明顯降低時，恢復電極的電催化活性，以延長電池的使用壽命。

發明內容

為解決全釩液流電池長期運行后電極材料電催化活性的恢復問題，本發明提供一種全釩液流電池電極活性的再生方法，操作簡單，無需拆解電堆取出電極材料進行處理，可降低維護成本，通過該方法再生的電極具有與初始電極材料相當的電催化活性，能夠大大延長全釩電池的使用壽命。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案為：

一種全釩液流電池電極活性的再生方法，當運行后的全釩液流電池電壓效率相對于全釩液流電池首次運行的電壓效率降低后，將全釩液流電池關閉，之后將全釩液流電池的正極電解液進出口與裝填有負極電解液的容器連通，全釩液流電池的負極電解液進出口與裝填有正極電解液的容器連通；

并將正極與電池充電電路的負極輸出端通過導線連接，負極與電池充電電路的正極輸出端通過導線連接，對電池進行充電，然后將正極與負載的負極通過導線連接，負極與負載的正極通過導線連接，對電池進行放電；對電池進行充放電1-10個循環，然后將全釩液流電池的正極電解液進出口與裝填有正極電解液的容器連通，全釩液流電池的負極電解液進出口與裝填有負極電解液的容器連通，恢復電池。

其中，所述全釩液流電池的電極可以為碳氈、石墨氈或碳紙等常見碳素類材料；

以全釩液流電池首次運行時的電壓效率為100％計，即電池電壓效率初始值按100％計，所述電壓效率明顯降低時為電壓效率降低了2-10％；

所述負極電解液為含有V²⁺或/和V³⁺的電解液，V²⁺濃度為0.1-2M，V³⁺濃度為0.1-2M；

所述正極電解液為含有VO²⁺或/和VO₂⁺的電解液，VO²⁺濃度為0.1-2M，VO₂⁺濃度為0.1-2M；

恢復電池后，全釩液流電池的電壓效率可以恢復至電池的初始值。

本發明具有如下優點：