[发明专利]一种失效钒电池电解液再生的方法

权利要求书

1.一种失效钒电池电解液再生的方法，其特征在于所述方法的具体步骤是：

步骤一、将失效钒电池的正极电解液与失效钒电池的负极电解液混合，即得电解液Ⅰ；再向电解液Ⅰ中加入钒化合物、支持电解质和去离子水，搅拌0.5～12h，固液分离，收集液相，即得电解液Ⅱ；其中：

加入所述钒化合物中钒的物质的量Mv

Mv＝C_V2×V₂－C_VⅠ×V₁ (1)

加入所述支持电解质的氢离子的物质的量M_H2

M_H2＝C_H2×V₂－C_H1×V₁ (2)

式(1)(2)中：

C_VⅠ表示电解液Ⅰ中钒离子浓度，mol/L；

C_H1表示电解液Ⅰ中氢离子浓度，mol/L；

V₁表示电解液Ⅰ的体积，L；

C_V2表示再生电解液中钒离子浓度，mol/L；

C_H2表示再生电解液中氢离子浓度，mol/L；

V₂表示再生电解液的体积，L；

步骤二、先按碳材料∶阴离子交换树脂∶粘结剂∶有机溶剂的质量比为1∶(0.5～5)∶(0.05～0.5)∶(2～10)配料，将所述碳材料、所述阴离子交换树脂、所述粘结剂和所述有机溶剂混合，搅拌2～6h，得到混合液Ⅰ；再将所述混合液Ⅰ均匀地喷覆或涂抹在石墨毡电极上，然后在40～75℃条件下烘干，制得阳极复合电极；

所述阴离子交换树脂为伯胺基阴离子交换树脂、仲胺基阴离子交换树脂、叔胺基阴离子交换树脂中的一种以上；所述阴离子交换树脂的粒度小于74μm占60～85wt％；

步骤三、先按碳材料∶阳离子交换树脂∶粘结剂∶有机溶剂的质量比为1∶(0.5～5)∶(0.05～0.5)∶(2～10)配料，将所述碳材料、所述阳离子交换树脂、所述粘结剂和所述有机溶剂混合，搅拌2～6h，得到混合液Ⅱ；再将所述混合液Ⅱ均匀地喷覆或涂抹在石墨毡电极上，然后在40～75℃条件下烘干，制得阴极复合电极；

所述阳离子交换树脂为磺酸基阳离子交换树脂、羧基阳离子交换树脂、硫脲基阳离子交换树脂、亚胺二乙酸基阳离子交换树脂中的一种以上；所述阳离子交换树脂的粒度小于74μm占60～85wt％；

步骤四、先将所述阳极复合电极置于电容去离子装置的正极端，将所述阴极复合电极置于电容去离子装置的负极端，接通直流电源，设定电压为0.5～3V；再将所述电解液Ⅱ循环泵入电容去离子装置中，所述电解液Ⅱ通过每平方米复合电极的流量为5～40L/min，循环时间为0.5～6h，即得电解液Ⅲ；

所述复合电极为所述阳极复合电极和所述阴极复合电极；

步骤五、先将所述电解液Ⅲ置于电解槽负极室，再向电解槽正极室加入硫酸溶液，所述硫酸溶液的酸度与所述电解液Ⅲ的酸度相同；然后接通电源，在电流为1～5A条件下恒流电解至电解液的钒离子价态为3.5价，即得再生电解液。

2.根据权利要求1所述失效钒电池电解液再生的方法，其特征在于所述的支持电解质为硫酸、盐酸、磷酸、氢氟酸、甲基磺酸、牛磺酸和氨基磺酸中的一种以上。

3.根据权利要求1所述失效钒电池电解液再生的方法，其特征在于所述的钒化合物为五氧化二钒、三氧化二钒和二氧化钒中的一种以上；所述钒化合物的纯度≥99.5％。

4.根据权利要求1所述失效钒电池电解液再生的方法，其特征在于步骤二和步骤三所述的碳材料为活性炭、石墨烯、碳纳米管和乙炔炭黑中的一种以上；所述碳材料的粒度小于74μm占60～85wt％。

5.根据权利要求1所述失效钒电池电解液再生的方法，其特征在于步骤二和步骤三所述的粘结剂为聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯和聚乙烯醇中的一种以上。

6.根据权利要求1所述失效钒电池电解液再生的方法，其特征在于步骤二和步骤三所述的有机溶剂为乙醇、丙酮、二甲基乙酰胺和二甲基甲酰胺中的一种。