【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及液流电池，尤其是涉及一种液流电池负极电解液及其制备方法和液流电池。
技术介绍
1、在电化学储能电池
，氧化还原液流电池(redox flow batteries，简称rfbs)技术具有使用寿命长、储能规模大、解耦能量和功率方面具有高灵活性等突出的优势，是规模储能的首选技术之一。而全钒液流电池(vfb)由于具有系统容量和功率相互独立可调、响应迅速，安全可靠，环境友好，循环寿命长、易维护和再生等突出优势而成为可再生能源发电，电网削峰填谷，应急及备用电站等规模化储能中最有发展前景的技术之一。
2、电解液是全钒液流电池的重要组成部分，其浓度和体积直接决定了电池的容量，电解液的稳定性直接影响到vfb长期运行过程中的可靠性和稳定性。但实际上运行过程中，负极电解液存在两个重要的缺陷，一方面是低温中的低价态钒离子容易析出沉淀，限制了全钒液流电池系统在低温环境下的应用。另一方面是负极电解液中钒离子的迁移。
3、因此，有必要开发一种新的全钒液流电池负极电解液，一方面能够抑制钒离子的跨膜迁移，另一方面能够改善低温性能。
技术实现思路
1、本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术第一方面提出一种液流电池负极电解液，能够有效改善低温性能和钒离子的跨膜迁移功能。
2、本专利技术第二方面还提供一种液流电池负极电解液的制备方法。
3、本专利技术第三方面还提供一种液流电池。
4、根据本专利技术的第一方面实施例
5、根据本专利技术实施例的负极电解液，至少具有如下有益效果：
6、本专利技术通过在负极电解液中引入了聚合物阳离子添加剂和离子液体，使得本专利技术的负极电解液具有改善低温性能和抑制钒离子的跨膜迁移功能，降低副反应的发生速率，提高电池性能，有效地提高低温时电池在长期循环过程中的库伦效率和能量效率，实现电池低温时的稳定运行。这是因为离子液体能够提高液流电池电解液的耐温性和导电性，在离子液体中，离子对与离子对之间，以及离子对和溶剂分子之间的相互作用力非常强，能够增强电解液的化学稳定性，并且因为其离子极密集的排列方式，离子液体电导率非常高。而聚合物阳离子添加剂可以降低钒离子的迁移速率并改善电解液的低温性能，聚合物阳离子添加剂的分子中含有大量氧、氮等带有孤对电子的原子，它们能够与钒离子形成氢键或配位键，形成一个导电聚合物网络结构。这种网络结构能够牢固地包裹住电池中的钒离子，减缓钒离子的扩散速度，从而起到阻止钒离子迁移的作用。
7、另外，在低温环境下，电解液的流动性和离子传输速率都会降低，这会影响电池的性能。而聚合物阳离子添加剂的交联网络结构可以增加电解液的黏度，提高流动性，从而改善电解液在低温环境下的性能表现。此外，交联结构还能提高阳离子添加剂的亲水性，有利于增强电解液中阳离子的传输速率，从而提高电池的性能。
8、根据本专利技术的一些实施例，所述钒离子浓度为0.5～3mol/l；所述硫酸根的浓度为1～7mol/l；所述聚合物阳离子添加剂的浓度为0.1～1mol/l；所述离子液体的浓度为0.01～0.1mol/l。
9、根据本专利技术的一些实施例，所述聚合物阳离子添加剂选自聚乙二醇、聚丙烯醇中的至少一种。
10、根据本专利技术的一些实施例，所述离子液体选自1-丁基-3-甲基咪唑二(三氟甲基磺酰)酰亚胺和/或1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐。
11、根据本专利技术的一些实施例，所述聚合物阳离子添加剂的浓度为0.3～0.6mol/l。由此，具有更好耐低温效果和抗钒离子迁移效果。
12、根据本专利技术的一些实施例，所述离子液体的浓度为0.04～0.07mol/l。
13、根据本专利技术的第二方面实施例提供的全钒液流电池负极电解液的制备方法，包括如下步骤：
14、将钒离子、聚合物阳离子添加剂、离子液体、硫酸根和溶剂混合即得。
15、本专利技术第三方面提供一种液流电池，包括正极、负极和用于分隔所述正极和所述负极的隔膜，所述正极与所述隔膜之间的腔体内填充有正极电解液，所述负极与所述隔膜之间的腔体内填充有负极电解液；
16、所述负极电解液包括上述所述的全钒液流电池负极电解液中的至少一种。
17、根据本专利技术的一些实施例，所述正极与所述负极独立地选自碳毡、石墨毡、碳布中的至少一种。
18、根据本专利技术的一些实施例，所述隔膜为多孔膜。
19、本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。
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1.一种全钒液流电池负极电解液，其特征在于，包括钒离子、硫酸根、聚合物阳离子添加剂和离子液体；所述钒离子包含V2+，V3+中的一种或二种；所述硫酸根含SO42-和HSO4-中的一种或二种。
2.根据权利要求1所述的全钒液流电池负极电解液，其特征在于，所述钒离子浓度为0.5～3mol/L；所述硫酸根的浓度为1～7mol/L；所述聚合物阳离子添加剂的浓度为0.1～1mol/L；所述离子液体的浓度为0.01～0.1mol/L。
3.根据权利要求1所述的全钒液流电池负极电解液，其特征在于，所述聚合物阳离子添加剂选自聚乙二醇、聚丙烯醇中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的全钒液流电池负极电解液，其特征在于，所述离子液体选自1-丁基-3-甲基咪唑二(三氟甲基磺酰)酰亚胺和/或1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐。
5.根据权利要求2所述的全钒液流电池负极电解液，其特征在于，所述聚合物阳离子添加剂的浓度为0.3～0.6mol/L。
6.根据权利要求2所述的全钒液流电池负极电解液，其特征在于，所述离子液体的浓度为0.04～0.07mol/
7.根据权利要求1至6任一项所述的全钒液流电池负极电解液的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
8.一种液流电池，其特征在于，包括正极、负极和用于分隔所述正极和所述负极的隔膜，所述正极与所述隔膜之间的腔体内填充有正极电解液，所述负极与所述隔膜之间的腔体内填充有负极电解液；
9.根据权利要求8所述的液流电池，其特征在于，所述正极与所述负极独立地选自碳毡、石墨毡、碳布中的至少一种。
10.根据权利要求8所述的液流电池，其特征在于，所述隔膜为多孔膜。
...【技术特征摘要】
1.一种全钒液流电池负极电解液，其特征在于，包括钒离子、硫酸根、聚合物阳离子添加剂和离子液体；所述钒离子包含v2+，v3+中的一种或二种；所述硫酸根含so42-和hso4-中的一种或二种。
2.根据权利要求1所述的全钒液流电池负极电解液，其特征在于，所述钒离子浓度为0.5～3mol/l；所述硫酸根的浓度为1～7mol/l；所述聚合物阳离子添加剂的浓度为0.1～1mol/l；所述离子液体的浓度为0.01～0.1mol/l。
3.根据权利要求1所述的全钒液流电池负极电解液，其特征在于，所述聚合物阳离子添加剂选自聚乙二醇、聚丙烯醇中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的全钒液流电池负极电解液，其特征在于，所述离子液体选自1-丁基-3-甲基咪唑二(三氟甲基磺酰)酰亚胺和/或1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐。
【专利技术属性】
技术研发人员：邵俊华，张利娟，李海杰，张勇来，林召强，李强，马玉柱，陀家明，陈亮，方钰滢，熊小寒，张永辉，李新和，林凤芝，田斌，秦秋荣，
申请(专利权)人：柳州法恩赛克新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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