[发明专利]一种提高钒电池电解液性能的方法及系统

说明书

本发明属于电解液性能技术领域，特别涉及一种提高钒电池电解液性能的方法及系统。所述方法包括：制备二硫化矾前驱体溶液；对所述二硫化钒前驱体溶液进行处理得到含纳米粉末的溶液；对含纳米粉末的溶液进行干燥得到二硫化钒纳米粉末；将所述二硫化钒纳米粉末加入四价钒电解液进行混合，对混合液进行超声震荡并静置得到最终改性后电解液。本发明在钒电池的电解液中加入少量的二硫化钒，通过二硫化钒类石墨烯似的二维结构，扩宽钒电池中导电离子的传播通道，提供更多的活性位点，增强钒电池的整体电化学性能。

技术领域

本发明属于电解液性能技术领域，特别涉及一种提高钒电池电解液性能的方法及系统。

背景技术

全钒液流电池不仅具有氧化还原液流电池的特点，而且由于只通过钒离子的价态变化来实现充放电，因此不会发生正负极的交叉污染，且在跨度较大的温度区间内，全钒液流电池都具有较为可靠的安全系数。目前钒电池在光伏发电、发电站配套储能、电力网络系统“消峰填谷”中起到重要作用。钒电解液是钒电池组成系统中的重要一环，是实现其内部导电的离子载体，同时也是储存电量的重要场所，因此电解液的性能极大程度决定了钒电池的整体性能好坏。

目前商用的钒电池电解液由于钒在水中的溶解度较低和硫酸的同离子效应，因此钒浓度主要在1.5～1.7mol/L，这就导致了商用钒电池的整体性能并不是特别理想，能量密度不超过17Wh/L。为解决这一问题，研究人员通过加入添加剂来提升钒在水中的溶解度从而提高能量密度使电解液整体性能提升，但是这一方法可持续性不强，在循环次数增多后，会发生正负极电解液沉淀的问题，同时钒电解液的整体利用率下降导致成本反而增高。

为了解决上述问题，需要设计一种提高钒电池电解液性能的方法及系统。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种提高钒电池电解液性能的方法，所述方法包括：

制备二硫化矾前驱体溶液；

对所述二硫化钒前驱体溶液进行处理得到含纳米粉末的溶液；

对含纳米粉末的溶液进行干燥得到二硫化钒纳米粉末；

将所述二硫化钒纳米粉末加入四价钒电解液进行混合，对混合液进行超声震荡并静置得到最终改性后电解液。

优选地，所述制备二硫化矾前驱体溶液，包括：

称量原钒酸钠和硫代乙酰胺；

将所述原钒酸钠和硫代乙酰胺加入到去离子水和乙二醇混合的溶液中；

对溶液进行搅拌得到二硫化钒前驱体溶液。

优选地，所述原钒酸钠的称量重量为0.3-0.7g，所述硫代乙酰胺的称量重量为1.4-1.8g，所述去离子水和乙二醇的溶液体积配比为1:1，所述去离子水和乙二醇的混合溶液的量为35-50ml。

优选地，所述对溶液进行搅拌得到二硫化钒前驱体溶液包括：

将溶液搅拌20-40min，直至溶液呈透明淡黄色。

优选地，对所述二硫化钒前驱体溶液进行处理得到含纳米粉末的溶液，包括：

将二硫化钒前驱体溶液转运至聚四氟乙烯反应釜中；

将聚四氟乙烯反应釜放入鼓风干燥箱中加热保温；

加热保温完毕后取出聚四氟乙烯反应釜得到含纳米粉末的溶液。

优选地，所述加热保温的温度为160-200℃，所述加热保温的时间为24-36h。

优选地，所述对含纳米粉末的溶液进行干燥得到二硫化钒纳米粉末，包括：

将含纳米粉末的溶液分别用去离子水和无水乙醇离心洗涤3-5次；