[发明专利]一种钒电解液中铜离子的去除方法

说明书

技术领域

本发明属于电池材料领域，具体涉及一种钒电解液中铜离子的去除方法。

背景技术

近几年来，可再生能源受到广泛地开发利用，但受可再生能源不稳定、间歇性的特性限制，可再生能源难以有效的利用。为了更有效地利用可再生能源，人们对大规模的储能装置的需求越来越强烈。钒电池因其输出功率和容量相互独立，具有功率和容量大，循环使用寿命长，能量效率高，深度充放电性能好，安全性能高等优点，被认为是最具应用前景之一的大规模储能电池，越来越受到人们的关注。

钒电解液作为钒电池能量储存的载体，是钒电池的关键材料之一。在钒电池运行过程中，由于钒电解液可能接触到含铜的元器件，使得铜在酸性介质中发生腐蚀，铜离子大量融入电解液中。在电池长期运行过程中，铜离子会影响钒电池的稳定运行。

目前，去除钒电池电解液中铜离子主要采用还原剂将铜离子还原为亚铜离子，再加入沉淀剂，形成亚铜的沉淀物。该方法需要将铜离子还原为亚铜离子，增加了工艺流程，过程不易控制。

发明内容

本发明提供一种钒电解液中铜离子的去除方法。该方法包括以下步骤：在钒电解液中加入除铜剂，充分反应后，过滤，得到纯净的钒电解液；所述的除铜剂为草酸或草酸盐中的至少一种。

其中，上述钒电解液中铜离子的去除方法中，所述钒电解液的钒浓度为0.5～5.0mol/L。

优选的，上述钒电解液中铜离子的去除方法中，所述草酸盐为草酸钠、草酸铵或草酸钾中的至少一种。

优选的，上述钒电解液中铜离子的去除方法中，所述反应温度为50～110℃。

优选的，上述钒电解液中铜离子的去除方法中，所述反应时间为0.5～24h。更优选为1～5h。

优选的，上述钒电解液中铜离子的去除方法中，所述钒电解液中待处理铜量与加入的除铜剂的摩尔比为1︰1～3。

本发明方法利用含铜废电解液为原料，选择合适的除铜剂，采用沉淀法，工艺流程简单，操作容易，可以有效降低溶液中的铜离子含量，除铜率达到80％以上。本发明方法耗能低，节能环保，经处理后的钒电解液性状稳定。

具体实施方式

实施例1

对已知钒离子浓度为2.5mol/L含铜的钒电解液，测定其铜离子含量为1.5g/L。取1000ml钒电解液，加入除铜剂草酸2.2g，反应温度为85℃，在反应结束后，过滤沉淀物。通过ICP测定滤液中铜离子含量为100mg/L，除铜率为93.33％。

实施例2

对已知钒离子浓度为4.0mol/L含铜的钒电解液，测定其铜离子含量为1.0g/L。取1000ml钒电解液，加入除铜剂草酸钠5.0g，反应温度为75℃，在反应结束后，过滤沉淀物。通过ICP测定滤液中铜离子含量为70mg/L，除铜率为93.0％。

实施例3

对已知钒离子浓度为2.0mol/L含铜的钒电解液，测定其铜离子含量为2.4g/L。取1000ml钒电解液，加入除铜剂草酸钠10.0g，反应温度为90℃，在反应结束后，过滤沉淀物。通过ICP测定滤液中铜离子含量为120mg/L，除铜率为95.0％。

实施例4

对已知钒离子浓度为1.0mol/L含铜的钒电解液，测定其铜离子含量为800mg/L。取1000ml钒电解液，加入除铜剂草酸铵2.4g，反应温度为70℃，在反应结束后，过滤沉淀物。通过ICP测定滤液中铜离子含量为60mg/L，除铜率为92.5％。

实施例5

对已知钒离子浓度为1.5mol/L含铜的钒电解液，测定其铜离子含量为500mg/L。取1000ml钒电解液，加入除铜剂草酸钠1.0g和草酸铵1.0g，反应温度为85℃，在反应结束后，过滤沉淀物。通过ICP测定滤液中铜离子含量为50mg/L，除铜率为90.0％。

实施例6

对已知钒离子浓度为1.7mol/L含铜的钒电解液，测定其铜离子含量为200mg/L。取1000ml钒电解液，加入除铜剂草酸钠0.5g和草酸0.2g，反应温度为80℃，在反应结束后，过滤沉淀物。通过ICP测定滤液中铜离子含量为35mg/L，除铜率为82.5％。