[发明专利]一种钒电池电解液的生产工艺及系统

权利要求书

1.一种钒电池电解液的生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：

(1) 将五氧化二钒加入到硫酸溶液中，搅拌后得到悬浮浆液；

(2) 往步骤(1)所得悬浮浆液中通入液态SO₂，进行气液固反应，得到VOSO₄和V₂(SO₄)₃的混合溶液；

(3) 将步骤(2)所得VOSO₄和V₂(SO₄)₃的混合溶液分成两份，分别加入到隔膜电解槽的阳极区和阴极区，然后进行氧化还原反应，在阳极区得到钒电池正极电解液，在阴极区得到钒电池的负极电解液；

所述步骤(2)中气液固反应的化学方程式为：

3V₂O₅+5SO₂+3H₂SO₄ = 2VOSO₄+2V₂(SO₄)₃+3H₂O；

所述隔膜电解槽的电压为2.77V；

阳极区发生氧化反应：

V³⁺ + H₂O–e^- → VO²⁺ + 2H⁺；

阴极区发生还原反应：

VO²⁺ + 2H⁺ + e⁻ → V³⁺ + H₂O；

反应终点为：阳极区电解液呈蓝色，表示生成了四价钒，阴极区电解液呈绿色，表示生成了三价钒；

将所得钒电池正极电解液、负极电解液分装进钒电池的正负极区作为充电前电池电解液，向电解液中加入稳定剂，以减少充电不完全或过充使溶液生成沉淀。

2.根据权利要求1所述的钒电池电解液的生产工艺，其特征在于，所述硫酸的质量浓度为20%～40%，悬浮浆液中V₂O₅的质量浓度为30%～45%。

3.根据权利要求1所述的钒电池电解液的生产工艺，其特征在于，所述气液固反应的压力为0.4～0.6MPa，温度为60～80℃。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的钒电池电解液的生产工艺所采用的系统，该系统包括液体SO₂储存罐、锥底配制槽、夹套反应釜和隔膜电解槽；

液体SO₂储存罐、锥底配制槽与夹套反应釜的进料口连接，夹套反应釜底端的出料口与隔膜电解槽的阳极区、阴极区连接；

锥底配制槽中的悬浮浆液进入夹套反应釜，与夹套反应釜中的液态SO₂发生气液固反应；

隔膜电解槽阳极区、阴极区的电解液分别进行氧化还原反应，以得到钒电池的正、负极电解液。

5.根据权利要求4所述的钒电池电解液的生产工艺所采用的系统，其特征在于，该系统还包括SO₂压缩机，夹套反应釜产生的SO₂气体经SO₂压缩机压缩成液体后，进入液体SO₂储存罐，以循环利用SO₂。

6.根据权利要求4所述的钒电池电解液的生产工艺所采用的系统，其特征在于，所述液体SO₂储存罐的压力为0.6～0.8MPa。

7.根据权利要求4所述的钒电池电解液的生产工艺所采用的系统，其特征在于，所述隔膜电解槽允许H⁺的正常通过，但是阻挡钒阳离子的通过。