[发明专利]一种用于抑制电解液析氢的全钒液流电池电解液及其制备方法

说明书

本发明属于电解液领域，具体涉及一种可以抑制电解液析氢的全钒液流电池电解液。硫酸体系、盐酸体系或者其混合体系电解液中元素包括：IA主族、IIA主族、VA主族、IVB副族、VIIB副族、IB副族、VIB副族和VIIIB副族，同一族元素设定相同范围值，电解液中同时含有以下不同族元素包括，IA族、IIA族与VA族，VIIIB副族、IB副族和IIA主族，IVB族、VIIB族和VA主族设定不同的范围值。本发明通过控制元素的含量减少系统放电容量衰减速度，同时降低了析氢速度，使H₂在逸出至电池外空间后，达到爆炸极限的可能性大大降低，操作安全性进一步改善。

技术领域

本发明属于电解液领域，具体涉及一种可以抑制电解液析氢的全钒液流电池电解液。

背景技术

目前常用的电池电解液为全钒液流电池电解液，要求原料钒在含量97％，高纯度电解液杂质总含量要求100mg/L，单一元素要求5mg/L，这造成电解液成本居高不下。

为降低电解液成本，在不影响溶液性能的基础上，允许一些元素以一定量的浓度存在，其中包括析氢类元素，此类元素由于具有极强的电化学催化作用，当其存在于钒电解液中，会催化电解液快速析氢，使电池系统自放电加重，导致电池放电容量逐渐减少。现有技术对此类元素在电解液领域的研究较少，仅涉及个别析氢元素的浓度点，没有对整个析氢类元素进行深入系统的研究。

发明内容

为克服析氢元素对电池的影响，本发明提供了一种全钒液流电池电解液，该电解液可以降低系统放电容量衰减风险。

根据原料的不同，首先由原料采购进行控制，根据计算，对原料钒中析氢元素含量进行限制，其含量限值为：当含析氢元素钒原料完全溶解形成电解液后，其析氢离子含量应满足下述要求。

电解液中存在以下一种或一种以上同族杂质元素，满足以下条件：

1.IA主族：Li+Na+K+Rb≤400mg/L,且其中之一元素≤100mg/L；

2.IIA主族：Be+Mg+Ca+Sr+Ba≤300mg/L,且其中之一≤60mg/L；

3.VA主族：N+P+As+Sb+Bi≤100mg/L，且其中之一≤20mg/L；

4.IVB副族：Ti+Zr≤200mg/L，且其中之一≤100mg/L；

5.VIIB副族:Mn+Tc+Re≤200mg/L，且其中Mn≤50mg/L；

6.IB副族：Cu+Ag+Au≤100mg/L，且其中之一≤30mg/L；

7.VIB副族：W+Mo+Cr≤100mg/L，且其中之一≤30mg/L；

8.VIIIB副族：≤100mg/L，且其中之一≤25mg/L由于同一其他元素与本族性质相同，所以未全部罗列。

电解液中存在以下不同族元素应满足以下条件：

1.IA族、IIA族和VA族同时存在满足以下条件：IA族、IIA族和VA族总含量≤800mg/L，且IA族单个元素满足100mg/L，IIA族单个元素满足50mg/L，VA族单个元素满足10mg/L；

2.VIIIB副族、IB副族和IIA主族同时存在满足以下条件：VIIIB副族、IB副族和IIA主族总含量≤400mg/L，且其中VIIIB单个元素15mg/L，IB副族单个元素15mg/L，IIA主族单个元素50mg/L；

3.IVB族、VIIB族和VA主族同时存在满足以下条件：IVB族、VIIB族和VA主族总含量≤300mg/L，且VA主族单个元素含量10mg/L，IVB族单个元素含量100mg/L，VIIB族单个元素满足10mg/L。