[发明专利]一种钒电池电堆清洗剂及其制备方法与电堆清洗方法

说明书

本发明公开了一种钒电池电堆清洗剂及其制备方法与电堆清洗方法，包括氢氟酸、柠檬酸、甲酸、过氧化氢、十二烷基硫酸钠，其具体的质量份数组分如下：氢氟酸2.00‑30.00份，柠檬酸0.0046‑4.5720份或一水柠檬酸0.005‑5份，甲酸0.006‑5.00份、过氧化氢1.00‑9.00份、十二烷基硫酸钠0.000004‑0.003份。本发明的清洗剂能有效清除电堆石墨粘中钒氧化物，全面修复电堆各方面性能，能够使性能达到或超过新电堆各项技术指标，具有成本低、操作简单、修复质量好、稳定性强、安全环保的优点。

技术领域

本发明涉及全钒液流电池电堆维护技术领域，具体而言，涉及一种钒电池电堆清洗剂及其制备方法与电堆清洗方法。

背景技术

全钒液流电池(以下简称“钒电池”)是目前研究和应用最广泛的液流电池，其主要优势在于：(1)能便捷地实现规模化储能：钒电池能量全部存储在电解液中，罐体体积和电解液浓度决定钒电池的容量，且电解液一致性好，可以做到GWh级(100万度电)的大规模储能；(2)使用寿命长：钒电池可深度放电而不损伤电池，电池使用寿命长，充放循环寿命超过20000次；(3)安全性好：钒电池无爆炸或着火危险，即使将正、负极电解液混合也无危险，只是电解液温度略有升高，是永不爆炸的电池。另外，钒电池还有响应速度快、功率大、效率高、永无记忆效应等优点，被认为用于大规模储能的“完美电池”。钒电池电解液可以无限循环次利用，具备超长时间、无衰减运行的特性，因此电堆寿命成为制约钒电池寿命的关键因素。

钒电池电堆在长时间运行过程中由于操作不当、过充电、超温、流速降低、液体分布不均匀等多种因素易造成石墨粘等正负极材料表面沉积钒的多种氧化物结晶，电堆内阻增大，甚至损坏电堆，无法进行正常充放电。遇到这种情况，需将电堆拆卸下来返厂维修，更换石墨毡、石墨电极甚至是隔膜等材料，修复费用昂贵同时还会造成时间和人力成本的损失。

有鉴于此，特提出本申请。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，钒电池电堆石墨粘等电极材料表面沉积的钒氧化物会损坏电堆，现有的修复方式维修费用昂贵同时还会造成时间和人力成本的损失，目的在于提供一种新的钒电池电堆清洗剂及其制备方法与电堆清洗方法，使用该清洗剂对钒电池电堆进行清洗，只需一次清洗，就能有效清除电堆石墨粘中钒氧化物和其它杂质，全面修复电堆各方面性能，同时具有成本低、操作简单、修复质量好、稳定性强、安全环保等优点。

本发明通过下述技术方案实现：

一种钒电池电堆清洗剂，包括氢氟酸、柠檬酸、甲酸、过氧化氢、十二烷基硫酸钠，其具体的质量份数组分如下：氢氟酸2.00-30.00份，柠檬酸0.0046-4.5720份或一水柠檬酸0.005-5份，甲酸0.006-5.00份、过氧化氢1.00-9.00份、十二烷基硫酸钠0.000004-0.003份。

一种钒电池电堆清洗剂的制备方法，包括如下步骤：1)在常温条件下，向反应釜中加入一定量的氢氟酸，在搅拌条件下加入一定量的蒸馏水或纯净水，搅拌10～30min；2)加入一定量的柠檬酸，搅拌反应20～50min；3)然后加入一定量的甲酸，搅拌反应20～50min；4)再加入一定量的过氧化氢，搅拌反应50～90min；5)再加入一定量的十二烷基硫酸钠，继续搅拌反应80～150min，完成清洗剂的制备。

进一步的，加入清洗剂中的原料其质量百分比为：氢氟酸的质量百分比为40％，柠檬酸的质量百分比为99％，甲酸的质量百分比为99％，过氧化氢的质量百分比为30％。

优选的，步骤1)中蒸馏水或纯净水的TDS(溶解性总固体)不高于50毫克/升。

一种钒电池电堆的清洗方法，将清洗剂注入钒电池电堆系统中，开动钒电池循环泵使清洗剂在钒电池系统中运行一段时间后，完成清洗。

进一步的，清洗剂和蒸馏水(或纯净水)以1∶49～399的体积比例进行稀释。