全钒液流电池电解液制备方法及应用技术

本发明专利技术提供一种全钒液流电池电解液制备方法及应用，由该方法及应用可以获得用于全钒液流电池的稳定电解液。该制备方法中在活性物质由3价钒离子和4价钒离子构成的硫酸电解液中添加kh550

【技术实现步骤摘要】
全钒液流电池电解液制备方法及应用


[0001]本专利技术涉及全钒液流电池的电解液技术，尤其涉及全钒液流电池电解液制备方法及应用。

技术介绍

[0002]全钒液流电池也叫全钒氧化还原液流电池，是一种以钒为活性物质呈循环流动液态的氧化还原电池，以化学能的方式存储在不同价态钒离子的电解液中。在光伏发电、风力发电、电网调峰、交通市政、通信基站等方面有着广泛的应用。目前流行3～4价态间的钒电解液，可直接应用，也可以灵活方便通过充放电获得2～5价态间不同价态电解液。例如CN116231023A、CN115882021A、CN108054413B等专利中都有关于制备3.5价态电解液的方案，同时含有高于3.5价态钒离子和低于3.5价态钒离子。但在进一步提供给下游方之前，保持各离子价态的稳定是非常重要的。虽然以往尝试过加入各种添加剂阻碍离子浓度变化，但是效果还有待进一步提高。

技术实现思路

[0003]本专利技术鉴于以往的诉求研发，提供一种全钒液流电池电解液制备方法及应用，由该方法及应用可以获得用于全钒液流电池的稳定电解液。对根据所述的制备方法制备的全钒液流电池电解液进行充放电，获得各种价态组合的电解液作为全钒液流电池的正极或负极电解液。
[0004]其中，本专利技术全钒液流电池电解液的制备方法中，在活性物质由3价钒离子和4价钒离子构成的硫酸电解液中添加kh550
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甘油双乙酸盐和乙醇。
[0005]其中，kh550
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甘油双乙酸盐化学式如下。
[0006][0007]kh550
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甘油双乙酸盐由以下方法制备：
[0008]将100质量份gγ
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氨丙基三乙氧基硅烷和200质量份甘油双乙酸盐加入无水乙醇中，在75～90℃下反应5～10h，然后继续加入50质量份gγ
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氨丙基三乙氧基硅烷，在78～82℃下继续反应3～5h，过滤得到滤液，向滤液中滴加适量蒸馏水，过滤得到kh550
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甘油双乙酸盐白色固体。
[0009]进一步地，3价钒离子和4价钒离子摩尔比为1:1。
[0010]进一步地，硫酸电解液中，钒离子浓度为2.0～3.0mol/L。
[0011]其中硫酸电解液的制备为：将质量比2:9的V2O5和V2O3磨碎后混合均匀，缓慢加入
32质量浓度98％的浓硫酸，其中固液比为0.6～0.7g/mL，搅拌均匀后在160～180℃下煅烧2～3h得到电解质；将电解质置入1000mL集热式磁力搅拌器内缓慢加入100mL浓度3mol/L的硫酸，其中固液比为0.7～0.8g/ml，在110～130℃、转速600～1000rpm下加热1～2h得到硫酸电解液。
[0012]进一步地，kh550
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甘油双乙酸盐与电解质的质量比为5～6:100，乙醇与硫酸电解液的体积比为5～6:100。优选地，kh550
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甘油双乙酸盐与电解质的质量比为5.5:100，乙醇与硫酸电解液的体积比为5.5:100。
[0013]kh550
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甘油双乙酸盐比以往添加剂表现出更好的络合效果，kh550
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甘油双乙酸盐和水有较好亲和力，并且乙醇能够促进kh550
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甘油双乙酸盐在溶液中舒展，在分子周围形成一层较大的水合膜，更有利吸附离子，并且kh550
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甘油双乙酸盐包含长链和分支，更有利于疏解钒离子的聚集，从而根据本专利技术，可以提供进一步提高各离子价态的稳定性的全钒液流电池电解液。
具体实施方式
[0014]全钒液流电池即全钒氧化还原液流电池，通过不同价态钒离子间相互转化实现电能储存与释放，包括电极、电解液、电池隔膜、储液槽以及反应电堆，电解液包括正极电解液和负极电解液，由电池隔膜隔离储存在正负储液槽内，分别以金属离子的氧化体作为正极活性物质，金属离子的还原体作为负极活性物质。电池放电时由外部贮液槽分别向电池的正极室和负极室供液发电，通过外接泵把电解液压入电池堆体内，在机械动力作用下在不同的储液罐和半电池的闭合回路中循环流动，采用质子交换膜作为电池组的隔膜，电解质溶液平行流过电极表面并发生电化学反应，通过双电极板收集和传导电流，从而使得储存在溶液中的化学能转换成电能。本专利技术提供一种全钒液流电池电解液的制备以及基于该制备方法制得的电解液在所述全钒液流电池中作为电解液的应用和通过进一步充放电后在所述全钒液流电池中作为电解液的应用。为了使本专利技术实现的技术方法、达成目的与效果易于明白，下面结合具体施例，进一步阐述本专利技术。
[0015]本专利技术的电解液制备方法包括：在活性物质由3价钒离子和4价钒离子构成的硫酸电解液中添加kh550
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甘油双乙酸盐和乙醇。在一实施方式中，kh550
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甘油双乙酸盐与电解质的质量比为4～5:100，乙醇与硫酸电解液的体积比为4～5:100。在一优选方式中，kh550
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甘油双乙酸盐与电解质的质量比为4.5:100，乙醇与硫酸电解液的体积比为4.5:100。
[0016]其中，kh550
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甘油双乙酸盐化学式如下。
[0017][0018]kh550
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甘油双乙酸盐由以下方法制备：
[0019]将100质量份gγ
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氨丙基三乙氧基硅烷和200质量份甘油双乙酸盐加入无水乙醇，在75～90℃下反应5～10h，然后继续加入50质量份gγ
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氨丙基三乙氧基硅烷，在78～82℃下继续反应3～5h，过滤得到滤液，往滤液中滴加适量蒸馏水，过滤得到kh550
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甘油双乙酸
盐白色固体。
[0020]实施例1
[0021]将100gγ
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氨丙基三乙氧基硅烷和200g甘油双乙酸盐加入1000mL无水乙醇，在75℃下反应10h，然后继续加入50gγ
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氨丙基三乙氧基硅烷，在80℃下继续反应4h，过滤得到滤液，向滤液中滴加100mL的蒸馏水，过滤得到kh550
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甘油双乙酸盐的白色固体。
[0022]实施例2
[0023]将100gγ
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氨丙基三乙氧基硅烷和200g的甘油双乙酸盐置于1000mL的乙醇溶液中在90℃下反应5h，然后继续加入50gγ
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氨丙基三乙氧基硅烷，在80℃下继续反应4h，过滤得到滤液，往滤液中滴加100mL的蒸馏水，过滤得到kh550
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甘油双乙酸盐白色固体。
[0024]进一步地，提供3价钒离子和4价钒离子摩尔比为1:1含量的电解液制备方式。在3价钒离子和4价钒离子摩尔比为1:1含量的硫酸电解液中添加kh550
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甘油双乙酸盐和乙醇，kh550
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甘油双乙酸盐与电解质的质量比为4～5:100，乙醇与硫酸电解液的体积比为4～5:10本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种全钒液流电池电解液的制备方法，其特征在于：在活性物质由3价钒离子和4价钒离子构成的硫酸电解液中添加kh550
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甘油双乙酸盐和乙醇，其中，kh550
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甘油双乙酸盐化学式如下。2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，kh550
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甘油双乙酸盐由以下方法制备：将100质量份gγ
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氨丙基三乙氧基硅烷和200质量份甘油双乙酸盐加入无水乙醇中，在75～90℃下反应5～10h，然后继续加入50质量份gγ
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氨丙基三乙氧基硅烷，在78～82℃下继续反应3～5h，过滤得到滤液，向滤液中滴加适量蒸馏水，过滤得到kh550
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甘油双乙酸盐白色固体。3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，3价钒离子和4价钒离子摩尔比为1:1。4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，硫酸电解液中，钒离子浓度为1.5～2.9mol/L。5.如权利要求4所述的制备方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：李剑锋，张伟峰，李旭东，熊利斌，
申请(专利权)人：江西江钒科技实业有限公司，
类型：发明
国别省市：