一种用于抑制电解液易沉淀元素杂质析出的全钒液流电池电解液配方及工艺组成比例

本发明专利技术属于抑制电解液易沉淀元素析出领域，公开了一种用于抑制电解液易沉淀元素杂质析出的全钒液流电池电解液配方及工艺。根据易沉淀元素不同的沉淀特性和沉淀条件，综合考虑其在钒电解液中、电池中电极可承受的最高限值，将其按某一主族(或副族)同时存在或单个存在时的浓度上限进行控制，给出系统长时间安全运行的浓度区间。本发明专利技术可以有效控制易沉淀元素含量，提高电解液稳定性，延长电池电阻等设备的使用寿命，有效降低电解液成本。

An electrolyte formulation and process of all vanadium liquid flow battery for inhibiting the precipitation of easily precipitated elements and impurities in electrolyte

【技术实现步骤摘要】
一种用于抑制电解液易沉淀元素杂质析出的全钒液流电池电解液配方及工艺
本专利技术属于抑制电解液易沉淀元素析出领域，具体涉及一种用于抑制电解液易沉淀元素杂质析出的全钒液流电池电解液配方及工艺。
技术介绍
现有的全钒液流电池电解液质量标准中，对电解液中杂质金属离子的要求单一，即除主元素钒(V)之外，其他元素含量保持在极低的范围内，但其质量标准中缺少了对于易沉淀类元素的认识和限制标准。部分元素离子本身具有的易水解、溶解度小、共离子沉淀等特点，当其存在于钒电解液中，其在一定条件下会结合成不溶物单质、氧化物或盐类，不溶物作为晶核进一步促使4、5价钒离子和2、3价钒离子沉淀。同时沉淀堵塞管路流道后，正负极溶液更新速度的不同将导致负极电解液充电量不平衡，这使电池系统自放电加重，放电容量逐渐减少。同时部分元素的控制和检测方式欠缺，其一旦进入电解液，往往难以除掉，且其不断累积的特性使其对系统容量和效率造成极大影响，这也是众多钒电池系统流量突然降低，进而出现放电容量快速降低的主要原因之一。这些元素在电解液中从实际应用角度出发，可以允许的浓度上限是多少本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于抑制电解液易沉淀元素杂质析出的全钒液流电池电解液配方，其特征是，对原料钒中析氢元素含量进行限制，其含量限值为：当含析氢元素钒原料完全溶解形成电解液后，其析氢离子含量应满足：/n包含下述1)—9)中任一种或一种以上副族元素，当各元素单独存在时，应满足：/n1)IIA主族：包括Be、Mg、Ca、Sr、Ba，且其中任一元素≤60，Be+Mg+Ca+Sr+Ba≤300；/n2)IIIA主族：包括B、Al、Ga，且其中任一元素≤100，B+Al+Ga≤300；/n3)IVA主族：包括C、Si、Ge、Sn、Pb，且其中任一元素≤20，C+Si+Ge+Sn+Pb≤100；/n4)VIA主族：包括...

【技术特征摘要】
1.一种用于抑制电解液易沉淀元素杂质析出的全钒液流电池电解液配方，其特征是，对原料钒中析氢元素含量进行限制，其含量限值为：当含析氢元素钒原料完全溶解形成电解液后，其析氢离子含量应满足：
包含下述1)—9)中任一种或一种以上副族元素，当各元素单独存在时，应满足：
1)IIA主族：包括Be、Mg、Ca、Sr、Ba，且其中任一元素≤60，Be+Mg+Ca+Sr+Ba≤300；
2)IIIA主族：包括B、Al、Ga，且其中任一元素≤100，B+Al+Ga≤300；
3)IVA主族：包括C、Si、Ge、Sn、Pb，且其中任一元素≤20，C+Si+Ge+Sn+Pb≤100；
4)VIA主族：包括S、Se、Te，且其中任一元素≤20，S+Se+Te≤60；
5)IIB副族：包括Zn、Cd、Hg，且其中任一元素≤30，Zn+Cd+Hg≤100；
6)IVB副族：包括Ti、Zr，且其中任一元素≤80，Ti+Zr≤160；
7)VA主族：包括As、Sb、Bi，且其中任一元素≤10，As+Sb+Bi≤30；
8)IB副族：包括Cu、Ag、Au，且其中任一元素≤10，Cu+Ag+Au≤30；
9)VIB副族：包括W、Mo、Cr，且其中之任一元素20，W+Mo+Cr≤60；
上述所列元素含量单位为：mg/L·m3/m2单位具体含义为：离子浓度mg/L×电解液量m3/电极面积m2；
电解液体系为硫酸体系电解液、HCl体系电解液参数中任一种及其混合酸体系电解液。


2.根据权利要求1所述的一种用于抑制电解液易沉淀元素杂质析出的全钒液流电池电解液配方，其特征是，将易沉淀元素按某一主族或副族同时存在以及单个存在时的浓度上限进行控制，给出系统长时间安全运行的浓度区间；电解液体系要求如下：
(1)硫酸体系电解液参数：游离硫酸浓度为1mol/L以上，4mol/L以下，钒离子浓度为1mol/L以上，3mol/L以下；
(2)HCl体系电解液参数：游离盐酸浓度为5mol/L以上，11mol/L以下，钒离子浓度为2mol/L以上，4mol/L以下；
(3)混合酸体系电解液参数：游离盐酸浓度为5mol/L以上，11mol/L以下，钒离子浓度为2mol/L以上，4mol/L以下，游离硫酸浓度0.1mol/L以上，3mol/L以下。


3.根据权利要求1所述的一种用于抑制电解液易沉淀元素杂质析出的全钒液流电池电解液配方，其特征是，当IIA族、IIIA族与IVA族元素同时存在时，应满足以下要求：Be+Mg+Ca+Sr+Ba+B+Al+Ga+C+Si+Ge+Sn+Pb≤1000，且IIA族其中任一元素≤80，IIIA族其中任一元素≤150，IVA族其中任一元素≤30，上述所列元素含量单位为：mg/L·m3/m2单位具体含义为：离子浓度mg/L×电解液量m3/电极面积m2。


4.根据权利要求1所述的一种用于抑制电解液易沉淀元素杂质析出的全钒液流电池电解液配方，其特征是，当IIIA主族、IVB族与VIB族元素同时存在时，应满足以下要求：B+Al+Ga+Ti+Zr+W+Mo+Cr≤700，且IIIA主族其中任一元素≤100，IVB族其中任一元素≤120，VIB族其中任一元素≤50，上述所列元素含量单位为：mg/L·m3/m2单位具体含义为：离子浓度mg/L×电解液...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹毅，高新亮，赵叶龙，王晓丽，陈彦博，宋玉波，杜新雨，王芳，王子，张华民，
申请(专利权)人：大连融科储能技术发展有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁;21