[發明專利]一種用于抑制電解液強析氫的全釩液流電池電解液及其制備方法

在審

• 申請號: 201811377205.6
• 申請日: 2018-11-19
• 公開（公告）號: CN111200148A
• 公開（公告）日: 2020-05-26
• 發明（設計）人: 高新亮;鄒毅;王芳;王曉麗;姚啟博;張濤;王丹;趙葉龍;張華民
• 申請（專利權）人: 大連融科儲能技術發展有限公司
• 主分類號: H01M8/18
• 分類號: H01M8/18
• 代理公司: 大連智高專利事務所(特殊普通合伙) 21235
• 代理人: 胡景波

1.一種用于抑制電解液強析氫的全釩液流電池電解液，其包含釩離子作為活性物質，其特征在于，在電池反應期間參與強析氫的雜質元素離子濃度滿足以下條件：

電解液中存在以下一種或一種以上同族雜質元素，滿足以下條件：

(1)IA主族：Li+Na+K+Rb≤120mg/L,且其中之一≤30mg/L；

(2)IIIA主族：B+Al+Ga≤70mg/L，且其中之一≤20mg/L；

(3)VA主族：N+As+Sb+Bi≤40mg/L，且其中之一≤10mg/L；

(4)IIIB副族：Sc+Y≤20mg/L，且其中之一≤10mg/L；

(5)IVB副族：Ti+Zr≤50mg/L，且其中之一≤25mg/L；

(6)VIB副族：Cr+Mo+W≤30mg/L，且其中之一≤10mg/L；

(7)IB副族：Cu+Ag+Au≤10mg/L，且其中之一≤3mg/L；

(8)IIB副族：Zn+Cd+Hg≤50mg/L，且其中之一≤15mg/L；

(9)VIIB副族：Mn+Tc+Re≤6mg/L，且其中之一≤2mg/L；

(10)VIIIB副族：Fe+Ni+Rh+Pt+Pd+Os+Ru+Ir+Co≤10mg/L，且其中之一≤1mg/L。

2.根據權利要求1所述一種用于抑制電解液強析氫的全釩液流電池電解液，其特征在于，電解液中存在不同族雜質元素，滿足以下條件：

(1)IA主族、IIIA主族與IVB副族同時存在，滿足以下條件：IA主族、IIIA主族與IVB副族元素總和≤230mg/L，其中之一≤25mg/L；

(2)IA主族、VA主族與VIB副族同時存在，滿足以下條件：IA主族、VA主族與VIB副族元素總和≤180mg/L，其中IA族其中之一≤15mg/L，VA主族其中之一≤15mg/L，VIB主族其中之一≤15mg/L；

(3)IIIA主族、IVB副族與VIIIB副族同時存在，滿足以下條件：IIIA主族、IVB副族與VIIIB副族元素總和≤75mg/L，其中IIIA族其中之一≤15mg/L，IVB族其中之一≤5mg/L，VIIIB族其中之一≤2mg/L；

(4)IA主族、IIIA主族與VIIIB副族同時存在，滿足以下條件：IA主族、IIIA主族與VIIIB副族元素總和≤220mg/L，IA主族與IIIA主族任一元素≤30mg/L，VIIIB族任一元素≤1mg/L；

(5)IA族、IIIA族與VIB副族同時存在，滿足以下條件：IA族、IIIA族與VIB副族元素總和≤200mg/L,且IA族其中之一≤25mg/L，IIIA族其中之一≤20mg/L，VIB族≤10mg/L。

3.根據權利要求1或2所述一種用于抑制電解液強析氫的全釩液流電池電解液，其特征在于，電解液為鹽酸體系、硫酸體系、鹽酸和硫酸構成的混酸體系中的一種。

4.一種用于抑制電解液強析氫的全釩液流電池電解液的制備方法，其特征在于，所述的電解液的制備方法為煅燒還原+電解法和化學還原+電解法兩種中的一種。

5.根據權利要求4所述的一種用于抑制電解液強析氫的全釩液流電池電解液的制備方法，其特征在于，煅燒還原+電解法包括以下步驟：將純度為95％的偏釩酸銨和NH₃在溫度為500-900℃條件下煅燒，反應完成將物料降溫至50℃以下，對反應產物進行第一次洗滌與過濾；V₂O₄粉末加入質量濃度為10-15％的硫酸或質量濃度為20-25％的鹽酸其中的一種進行混合，加熱、攪拌30分鐘，第二次過濾后得到含有硫酸的硫酸氧釩水溶液或含有鹽酸的氯氧釩水溶液中的一種；將配制好的電解液打入電解系統的陰極儲罐，設置電解電流進行電解還原，得到價態為3.5價的電解液。

6.根據權利要求5所述的一種用于抑制電解液強析氫的全釩液流電池電解液的制備方法，其特征在于，硫酸氧釩水溶液中的硫酸質量濃度為10％，氯氧釩水溶液中的鹽酸質量濃度為25％。