[发明专利]含有羧基的蒽醌衍生物的合成方法、衍生物和电池系统

权利要求书

1.一种基于氨基蒽醌衍生物的液流电池系统，其特征在于，包括：

两个电解液储液库，两个所述电解液储液库间隔开设置，所述电解液储液库为小型储罐或盐矿开采后形成的具有物理溶腔的盐穴，所述储罐或溶腔内储存电解液，所述电解液包括正极活性物质、负极活性物质和支持电解质，所述正极活性物质为亚铁氰化钾；所述负极活性物质为含有羧基的蒽醌衍生物，所述正极活性物质和所述负极活性物质以本体形式直接溶解或分散在以水为溶剂的体系中且分别存储于两个所述盐穴中，所述支持电解质溶解于所述体系中；

液流电池堆，所述液流电池堆分别与两个所述电解液储液库连通；

所述液流电池堆包括：

电解池槽体，电解池槽体内充入所述电解液；

两个电极，两个所述电极相对设置；

电池隔膜，所述电池隔膜位于所述电解池槽体内，所述电池隔膜将所述电解池槽体分隔为与一所述电解液储液库连通的正极区和与另一所述电解液储液库连通的负极区，一所述电极设于所述正极区，另一所述电极设于所述负极区，所述正极区内具有包括所述正极活性物质的正极电解液，所述负极区内具有包括所述负极活性物质的负极电解液，所述电池隔膜能够供所述支持电解质穿透，阻止所述正极活性物质和所述负极活性物质穿透；

集流体，所述集流体将所述液流电池堆活性物质产生的电流汇集并传导；

循环管路，所述循环管路将一所述电解液储液库内的电解液输入或输出所述正极区，所述循环管路将另一所述电解液储液库内的电解液输入或输出所述负极区；

循环泵，所述循环泵设于所述循环管路，通过所述循环泵使所述电解液循环流动供给；

所述含有羧基的蒽醌衍生物通过如下合成方法制得：

S1、将含端羧基的二元酸与氯化亚砜混合并加入甲苯作为反应溶剂，加入催化剂，加热到设定温度反应；

S2、反应结束后，除去溶剂和氯化亚砜，加入甲苯蒸馏，得到反应物；

S3、将所述反应物与氨基蒽醌混合，加入甲苯作为反应溶剂，升温至回流反应；

S4、反应结束后除去溶剂，向剩余物中加入碳酸钾溶液，过滤除去固体，调节滤液pH至预定值，析出固体并过滤、洗涤、干燥，得到含有羧基的蒽醌衍生物；

在步骤S1中，所述含端羧基的二元酸为丙二酸、丁二酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸中的一种；

在步骤S3中，所述氨基蒽醌为1-氨基蒽醌、2-氨基蒽醌、1,2-二氨基蒽醌、1,4-二氨基蒽醌、1,5-二氨基蒽醌、1,8-二氨基蒽醌和2,6-二氨基蒽醌中的一种。

2.根据权利要求1所述的基于氨基蒽醌衍生物的液流电池系统，其特征在于，所述正极活性物质为亚铁氰化钾、亚铁氰化钠、亚铁氰化铵中的一种。

3.根据权利要求1所述的基于氨基蒽醌衍生物的液流电池系统，其特征在于，所述正极活性物质的浓度为0.1mol·L^-1～3.0mol·L^-1，所述负极活性物质的浓度为0.1mol·L^-1～4.0mol·L^-1。

4.根据权利要求1所述的基于氨基蒽醌衍生物的液流电池系统，其特征在于，所述电解液储液库为压力0.1MPa～0.5MPa的加压密封容器。

5.根据权利要求1所述的基于氨基蒽醌衍生物的液流电池系统，其特征在于，所述电解液储液库内通入惰性气体进行吹扫和维持压力。

6.根据权利要求5所述的基于氨基蒽醌衍生物的液流电池系统，其特征在于，所述惰性气体为氮气或氩气。

7.根据权利要求1所述的基于氨基蒽醌衍生物的液流电池系统，其特征在于，所述电池隔膜为阴离子交换膜、阳离子交换膜或者是孔径为10nm～300nm的聚合物多孔膜。