【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及新能源领域，具体涉及钒液流电池的电解液的检测方法。
技术介绍
1、随着新能源(风能、太阳能等)的日益普及，以及对电网调峰、电网可靠性的提高和电能质量改善的迫切需求，储能技术的重要性日益凸显。全钒液流储能系统(rfb)由于其设计灵活、寿命长、可深充深放、选址自由、环保安全可靠等独特优势，已成为近年来规模化储能首选技术之一。
2、电解液作为钒电池储能系中的重要组成部分，其钒离子浓度是决定电池充放电容量及电池能否稳定运行的关键因素。通常正负极电解液初始状态为v3+：v4+＝1，随着电池充放电的进行，正极电解液转变为v4+和v5+的，而负极电解液则转变为v2+和v3+。各价态钒离子的浓度直接决定了整个正负极电解液的整体荷电状态，在电池的持续充放电过程中，负极电解液中的钒离子会通过隔膜迁移渗透到正极，从而使正极电解液的浓度越来越高，负极电解液中钒浓度越来越低。随着电解液荷电态的失衡，负极总钒浓度降低，析氢反应加重，正极v5+离子浓度越来越高，这样不仅影响电池的充放电容量，同时也会使得电堆能效下降。因此，对正负极电解液中各价态钒离子浓度进行及时、准确的检测，对抑制容量衰减，钒电池的可靠稳定运行至关重要。
3、现有技术中检测电解液中钒离子浓度的方法主要是氧化还原滴定法或电位滴定法。其中氧化还原滴定法滴定时间较长，而负极v2+极易氧化，耗时较长，需要长期通氮气才能进行测试。cn 112415077 a专利提出一种采用参比电池与工作电池电压差来监测价态变化，再根据耗费时长来计算钒离子浓度方法。此方法能测全价态
技术实现思路
1、为了克服现有技术对钒电池电解液钒离子检测存在误差的缺陷，本专利技术提出一种用于检测钒电池电解液中钒离子的方法，其可以快速、不受干扰地获得钒电池正、负电解液中各价态价钒离子的浓度。
2、根据本专利技术的用于检测钒电池电解液中钒离子浓度的方法包括下述步骤：
3、1)分别为v3+和v4+钒离子建立基于紫外-可见分光光度法的标准曲线；
4、2)提供一标准液，其中仅含v3+或v4+离子或者同时含有v3+和v4+离子，确定其中v3+和v4+钒离子浓度紫和
5、3)取所需体积所述标准液，与体积为v正的正极电解液或者体积为v负的负极电解液混合，充分转化正极电解液中的v5+或负极电解液中的v2+，得到体积为v混的混合液；
6、4)取部分该混合液稀释，获得吸光度，通过该吸光度和标准曲线获得该混合液v3+浓度和v4+浓度
7、5)计算得到待测正极电解液中v4+浓度cⅳ和v5+浓度cⅴ，及待测负极电解液中v2+离子浓度cⅱ和v3+离子浓度cⅱi。
8、在一种优选的实施方式中，所述标准液为v3+/v4+标准液，其仅包含v3+
9、和v4+钒离子，并且步骤5)中采用下述公式进行计算：
10、
11、
12、
13、
14、其中，
15、c30：v3+/v4+标准液中v3+浓度，mol/l；
16、c31：反应后混合液中v3+浓度,mol/l；
17、c40：v3+/v4+标准液中v4+浓度,mol/l；
18、c41：反应后混合液中v4+浓度,mol/l；
19、v混：反应后混合液的体积，ml；
20、viii/iv：所取v3+/v4+标准液的体积，ml；
21、v正：待测正极电解液体积，ml；
22、v负：待测负极电解液体积，ml；
23、cⅱ：待测负极电解液中v2+浓度，mol/l；
24、cⅲ：待测负极电解液中v3+浓度，mol/l；
25、cⅳ：待测正极电解液中v4+浓度,mol/l；
26、cⅴ：待测正极电解液中v5+浓度,mol/l。
27、在一种替代的实施方式中，所述标准液包括v3+标准液和v4+标准液，其中，所述v3+标准液仅包含v3+离子，所述v4+标准液仅包含v4+离子，并且步骤5)中采用下述公式进行计算：
28、
29、
30、
31、其中，除以下外，其余含义与前述相同：
32、c30：v3+标准液中v3+浓度，mol/l；
33、c40：v4+标准液中v4+浓度,mol/l；
34、viii：所取v3+标准液的体积，ml；
35、viv：所取v4+标准液的体积，ml；
36、根据本专利技术的检测全钒液流电池正极电解液和负极电解液浓度的方法，通过将过量的v3+和/或v4+标准液与待测的正负极电解液混合，将正极电解液中的v5+还原成v4+，负极电解液中v2+氧化成v3+，用紫外-可见分光光度计检测v3+和v4+吸光度值，即可快速准确地得出v5+,v4+，v2+和v3+电解液的浓度。
37、此方法无需加除钒电解液以外的任何还原剂和指示剂，反应完成的溶液可二次回收利用，不会造成电解液的浪费。且v3+/v4+混液是钒电池充放电最常用的电解液。且此方法中v2+与v4+反应迅速，无需加热或其他严苛条件即可反应，不会因为长时间反应而造成v2+被空气氧化从而使得测试结果不准确。且此方法中所需做的标准曲线是一次性的，在不更换仪器时，后期测试v2+，v3+，v4+，v5+可一直采用此标准曲线，使得后面的测试过程高效快捷而且准确。
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1.用于检测钒电池电解液中钒离子浓度的方法，包括下述步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述标准液为V3+/V4+标准液，其仅包含V3+和V4+钒离子，并且步骤5)中采用下述公式进行计算：
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述标准液包括V3+标准液和V4+标准液，其中，所述V3+标准液仅包含V3+离子，所述V4+标准液仅包含V4+离子，并且步骤5)中采用下述公式进行计算：
4.根据权利要求1所述的方法，其中，取V3+的特征吸收峰波长为400～410nm，取V4+特征吸收峰波长为755～770nm。
5.根据权利要求2所述的方法，其中，步骤2)中，所述V3+/V4+标准液为钒电池初始电解液。
6.根据权利要求2所述的方法，其中，步骤4)，其中V3+/V4+标准液的总钒浓度为1.4～2.0mol/L。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤3)，所述标准液的体积与V正或V负的比值为1-6。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述标准曲线中，V3+的线性区间在0.06～0.20mol/L
9.根据权利要求5所述的方法，其中，所述V3+/V4+标准液中的钒离子浓度是通过基于所述标准曲线的分光光度法检测得到。
10.根据权利要求1所述的方法，其中，所述V3+标准液和V4+标准液是通过定量配制得到。
...【技术特征摘要】
1.用于检测钒电池电解液中钒离子浓度的方法，包括下述步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述标准液为v3+/v4+标准液，其仅包含v3+和v4+钒离子，并且步骤5)中采用下述公式进行计算：
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述标准液包括v3+标准液和v4+标准液，其中，所述v3+标准液仅包含v3+离子，所述v4+标准液仅包含v4+离子，并且步骤5)中采用下述公式进行计算：
4.根据权利要求1所述的方法，其中，取v3+的特征吸收峰波长为400～410nm，取v4+特征吸收峰波长为755～770nm。
5.根据权利要求2所述的方法，其中，步骤2)中，所述v3+/v4+标准液为钒电池初...
【专利技术属性】
技术研发人员：罗丽娟，李朝阳，史小虎，
申请(专利权)人：大力储能技术湖北有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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