[发明专利]一种电解质晶体助溶添加剂、其制备方法及用途

说明书

本发明提供一种电解质晶体助溶添加剂、其制备方法及用途，所述电解质晶体助溶添加剂包括有机酸、有机酸钠盐、醇类和酰胺类中的一种或多种的混合。所述电解质晶体为全钒液流电池电解液晶体，所述全钒液流电池电解液晶体为硫酸氧钒VOSO₄、硫酸钒V₂(SO₄)₃晶体、VOCl₂晶体和VCl₃晶体中的一种或多种。本发明还公开了一种电解液晶体体系，包括所述电解质晶体助溶添加剂和电解液晶体，所述全钒晶体电解质助溶添加剂和电解液晶体的摩尔比为1:8～1:25。本发明添加剂能显著促进晶体在加水条件下的复溶解，这将为晶体电解质利用解决瓶颈问题。

技术领域

本发明涉及电解液技术，尤其涉及一种电解质晶体助溶添加剂、其制备方法及用途。

背景技术

作为电池系统储存电能的储能介质-电解液，MW级甚至10MW级储能项目，其配套电解液需求往往超过上千立方甚至上万立方，这对于储能项目现场距离电解液生产企业较远的情况，其运输成本巨大，如何采用技术手段降低这一环节成本是未来储能项目的研究方向之一。

当前有报道将液体电解液采用不同工艺得到固态晶体钒电解质，这样可以将运输成本大大下降，但晶体再次加水溶解时溶解时间过长的问题亟待解决。此项目的工作重点集中在钒电解液晶体在储能项目现场的复溶解技术，其工艺突破将大大加速了此项目的产业化。

随着当前广泛投运的大型全钒液流电池，作为电解液体系中的添加剂，其必须满足以下条件：1)添加剂必须同时适用于正负极两种价态的溶液，2)添加剂必须稳定存在不对电池系统造成影响，或者其在电池充放电运行过程中被氧化或还原而分解为水分和CO₂而逸出体系。

将液流电池电解液经过一定工艺加工成固态电解质，这样电解质体积相比电解液大大降低60％以上，对于MW级以上的大规模储能项目，其运输成本将降低50％以上。

而现有工艺存在的问题是，以上电解质固体在项目现场再次加水配制成电解液的过程中，从固体到澄清液体电解液的溶解时间往往需要几十个小时以上，而对于项目现场是难以实现的巨大工作量，而且往往带来高能耗和工期延误，实际成本并没有降低。

发明内容

本发明的目的在于，针对目前电解质固体溶解时间长，导致耗能高、成本高的问题，提出一种电解质晶体助溶添加剂，该添加剂能显著促进晶体在加水条件下的复溶解，这将为晶体电解质利用解决瓶颈问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种电解质晶体助溶添加剂，包括有机酸、有机酸钠盐、醇类和酰胺类中的一种或多种的混合。

进一步地，所述电解质晶体为全钒液流电池电解液晶体，所述全钒液流电池电解液晶体为硫酸氧钒VOSO₄、硫酸钒V₂(SO₄)₃晶体、VOCl₂晶体和VCl₃晶体中的一种或多种的混合。

进一步地，所述有机酸为苯甲酸和/或柠檬酸；所述有机酸的钠盐为苯甲酸钠和/或柠檬酸钠。

进一步地，所述醇类为碳原子个数≦3的伯醇类，优选为乙醇和/或丙二醇。

进一步地，所述酰胺类为尿素和/或乙酰胺。

进一步地，所述电解质晶体助溶添加剂包括柠檬酸、柠檬酸钠和丙二醇，三者摩尔比为0.05-0.3:0.05-0.3:0.02-0.15，优选为0.1:0.1:0.05。

进一步地，所述解质晶体助溶添加剂包括柠檬酸、柠檬酸钠和尿素，三者摩尔比为0.05-0.3:0.05-0.3:0.05-0.2，优选为0.1:0.1:0.05。