[发明专利]一种增强五价钒离子稳定性的钒电池正极电解液在审

专利信息
申请号: 201910981548.1 申请日: 2019-10-16
公开(公告)号: CN110783614A 公开(公告)日: 2020-02-11
发明(设计)人: 卢兴德 申请(专利权)人: 卢兴德
主分类号: H01M8/18 分类号: H01M8/18
代理公司: 暂无信息 代理人: 暂无信息
地址: 545000 广西壮族自治区柳*** 国省代码: 广西;45
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摘要:
搜索关键词: 全钒液流电池 五价钒离子 正极电解液 重量份数配比 葡萄糖 过氧化氢 混合溶液 混合稳定 活性物质 钒电池
【说明书】:

发明涉及全钒液流电池技术领域,且公开了一种增强五价钒离子稳定性的钒电池正极电解液,包括以下重量份数配比的原料:由1.5~2mol/L的VOSO4和3~4mol/L的H2SO4组成的混合溶液、由0.441~0.735mol/L的纯过氧化氢和0.0445~0.111mol/L的葡萄糖组成的混合稳定助剂。本发明解决了目前的全钒液流电池正极电解液,存在的高浓度的活性物质五价钒离子的稳定存在性能较差的技术问题。

技术领域

本发明涉及全钒液流电池技术领域,具体为一种增强五价钒离子稳定性的钒电池正极电解液。

背景技术

全钒氧化还原液流电池因具有储能容量和功率可调、大电流无损深度放电、使用寿命长、操作维护简单、绿色环保等优点而倍受关注,近年来得到了很大的发展,正在逐步走向实用化。

钒电池正极初始溶液在一定的酸性条件下完成正极反应,经充电后得到五价钒离子溶液。提高电解液的浓度,可以提高活性物质的能量密度,但是由于钒的价电子层结构为3d34s2,有空余的d轨道,易与配位体结合,钒原子之间也极易缔合。浓度越大,缔合度越大,复杂大粒子参加电化学反应,相应的反应能垒增加,导致极化增大,反应速度减慢,并且浓度的提高必然会增大电解液的电阻、粘度等,传质过程也可能会受到一定阻碍。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足,本发明提供了一种增强五价钒离子稳定性的钒电池正极电解液,以解决目前的全钒液流电池正极电解液,存在的高浓度的活性物质五价钒离子的稳定存在性能较差的技术问题。

(二)技术方案

为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:

一种增强五价钒离子稳定性的钒电池正极电解液,包括以下重量份数配比的原料:由1.5~2mol/L的VOSO4和3~4mol/L的H2SO4组成的混合溶液、由0.441~0.735mol/L的纯过氧化氢和0.0445~0.111mol/L的葡萄糖组成的混合稳定助剂;

上述钒电池正极电解液的制备方法包括以下步骤:

步骤一:制备由1.5~2mol/L的VOSO4和3~4mol/L的H2SO4组成的混合溶液;

步骤二:向上述制备的混合溶液中加入由0.441~0.735mol/L的纯过氧化氢和0.0445~0.111mol/L的葡萄糖组成的混合稳定助剂组成的混合助溶剂,充分溶解后,转移至电解槽阴极室;将相等体积的3~4mol/L的H2SO4加入到电解槽阳极室;

步骤三:在6A的电流下进行恒流电解,在电解槽阴极室内制备得到四价钒离子{Ⅴ(Ⅳ)}电解液;

步骤四:在1.7V电压下,对上述制备的四价钒离子{Ⅴ(Ⅳ)}电解液恒压充电,在正极得到血红色的五价钒离子{Ⅴ(Ⅴ)}电解液,即制备得到钒电池正极电解液。

进一步的,所述钒电池正极电解液包括以下重量份数配比的原料:由2mol/L的VOSO4+3mol/L的浓H2SO4组成的1L混合溶液、由20g的纯过氧化氢(H2O2)和15g的葡萄糖(C6H12O6)组成的混合稳定助剂。

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