【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于新能源领域，具体涉及液流电池用的电解液的制备方法，更具体而言，涉及一种含有钒元素的液流电池用的电解液的制备。
技术介绍
1、液流电池，是指电池的正负极活性物质都为液态形式的一类电池。它区别于其它电化学体系的地方主要是该电池能量的主体是以液态形式存在的正负极活性物质而非一般意义的固体材料。正负极活性物质溶液分别储存在两个容器内，工作时，活性物质溶液分别通过循环泵进入电堆内部，发生电池反应，把化学能转化为电能。
2、目前，钒液流电池，尤其是全钒液流电池因其具有无污染、长寿命、稳定性高的能量转换效率和维护简单等优点，在太阳能、风能储存，以及电网调峰、偏远地区供电系统、不间断电源等领域展示出巨大的应用前景，是发展新型能源的非常重要的储能方式。并且，与传统的电池相比，钒液流电池，尤其是全钒液流电池的正极和负极都是钒离子反应，消除了交叉感染和容量损失。
3、电解液作为活性物质的载体是（全）钒液流电池中最重要的组成部分之一，电解液的性能和浓度直接影响到电池的性能的能量密度，如何获得高性能的钒电解液成为各国研究者竞相研究的热点。
4、钒电解液的制备方法一般包括化学合成法、电解法等。其中，化学合成法的优点是生产设备简单，但固体的溶解速度慢，并且在反应过程中可能会用到多种添加剂，影响着钒电解液的纯度和性能。电解法能够持续大量地制备高浓度的钒电解液，操作简便易行，易于进行工业化生产，但是电解法也存在反应速率慢，对设备要求高，耗能和成本高的缺点。
5、在实际工业生产中，目前多使用偏钒酸铵或多
6、引用文献1中公开了一种全钒液流电池电解液及其制备方法，包括利用偏钒酸铵加热至350～550℃制备含钒氧化物；利用含钒氧化物制备电解液前驱体；采用非对称电解装置对电解液前驱体进行电解，得到3.5价电解液。
7、引用文献2中公开了一种由含钒原料短流程制备全钒液流电池用钒电解液的方法，包括从含钒元素的原料中提取出钒并除杂，然后通过铵盐以制备偏钒酸铵，之后进行煅烧得到钒氧化物，再与硫酸混合得到电解液。
8、引用文献3中公开了一种生产高纯度高活性钒电解液的系统及方法，采用流化床气相铵化将高纯度的三氯氧钒转化为铵盐，其后在另一流化床中将铵盐还原为钒平均价态为3.5的低价钒氧化物，配加洁净水和硫酸溶解，并进一步采用超声波活化得到3.5价钒电解液。
9、引用文献4使用可溶性钒盐作为原料，通过离子交换树脂、沉淀等方法去除了杂质，之后通过将沉淀物煅烧、还原等得到硫酸氧钒的电解液。
10、另外，也报道了利用五价钒的原液制备电解液的方法，例如：
11、引用文献5和引用文献6中，对五价钒的原液进行了除杂、沉淀、还原和萃取等步骤制备硫酸氧钒溶液。
12、进一步，引用文献7中公开了以偏钒酸铵为原料的电解液制备方法，该方法中，将偏钒酸铵与二乙基二硫代氨基甲酸形成混合原液，之后利用除杂剂将原液中杂质沉淀并分离，将分离了杂质的原液与硫酸混合，之后经过电解得到电解液，该过程中，直接使用偏钒酸铵作为原料，而过程中没有使用钒的氧化物。
13、尽管以上对制备（全）钒液流电池的电解液的工艺已经做出了一定的研究，但所制得电解液需反复除杂、净化，过程复杂，历经时间长，除杂操作步骤多次反复。
14、引用文献：
15、引用文献1：cn116154244a
16、引用文献2：cn115621515a
17、引用文献3：cn106257726a
18、引用文献4：cn106129442a
19、引用文献5：cn110474077a
20、引用文献6：cn104362360a
21、引用文献7：cn114438514a
技术实现思路
1、专利技术要解决的问题
2、本专利技术的专利技术人在对现有技术的不断实践中，已经发现，对于含钒的液流电池的电解液的制备而言，尤其是在化学法中，如前述引用文献1～4中，虽然可以尝试不同的路径以满足不同的需求，但仍然是在煅烧得到钒的氧化物（例如v2o5等）后，再与酸混合得到电解液，其能耗和处理时间都存在问题。
3、另外，引用文献5和6，需要使用特定的原料作为原液从而进行后续的处理，对于工业生产条件而言，存在一定的制约，并且整个工艺流程也不能说是简便的，尤其的，其处理过程中也存在明显的钒元素流失的问题。
4、进一步，对于引用文献7，虽然可以便利的利用偏钒酸铵为原料，并且中间过程也无需经过钒氧化物的制备，但在除杂过程中，需要多次除杂，工艺复杂，且利用杂质沉淀，这也存在钒元素的伴随流失的问题。
5、基于现有技术所存在的问题，本专利技术提供一种含钒电解液的制备方法、含钒电解液以及液流电池。本专利技术的含钒电解液的制备方法制备过程简单、高效、流程短，成本低，同时可以高效、快捷的去除铵等杂质。
6、用于解决问题的方案
7、经过专利技术人长期实践研究，发现通过以下的技术方案的实施能够解决上述的技术问题：
8、本专利技术提供一种含钒电解液的制备方法，所述方法包括以下步骤：
9、溶解的步骤，所述溶解的步骤中，将含钒原料、溶剂和还原剂混合得到混合体系，所述含钒原料包括一种或多种的钒酸铵类化合物，所述溶剂包括酸类溶剂，
10、杂质去除的步骤，对所述混合体系在338℃以上的加热温度下进行高温蒸发从所述混合体系中至少去除含铵离子的杂质。
11、根据本专利技术所述的方法，所述溶解的步骤中，包括在加热的条件下将所述含钒原料溶解于所述混合体系中。
12、根据本专利技术所述的方法，所述酸类溶剂为硫酸、盐酸中的一种或它们的混合。
13、根据本专利技术所述的方法，所述溶解的步骤中，所述还原剂的用量足以使得所述混合体系中的五价钒离子全部被还原。
14、根据本专利技术所述的方法，所述溶解的步骤中，所述含钒原料与所述溶剂的质量比为1:0.5~1.5。
15、本专利技术还提供一种含钒电解液，所述含钒电解液根据本专利技术所述的方法制备得到。
16、本专利技术还提供一种液流电池，所述液流电池包含本专利技术所述的含钒电解液。
17、专利技术的效果
18、① 本专利技术以非氧化物的含钒原料（例如偏钒酸铵、多钒酸铵等）作为初始原料，整个过程中，也无需将上述的含钒原料进行煅烧以制备钒的氧化合物，因此，在能源节约和生产效率方面具有更经济的优势。
19、② 本专利技术中在杂质去除的步骤中，避免了使用现有技术加入除杂剂而使得杂质沉淀或者溶剂萃取含钒化合物等的方法，而是使用高温蒸发等方法去除杂质成分，不仅减少了钒的损失，还提高了处理物的纯度同时也提高了处理效率，除杂过程简单、高效、流程短；
20、③ 该方法制备的全本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种含钒电解液的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述溶解的步骤中，包括在加热的条件下将所述含钒原料溶解于所述混合体系中。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述酸类溶剂为硫酸、盐酸中的一种或它们的混合。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述溶解的步骤中，所述还原剂的用量足以使得所述混合体系中的五价钒离子全部被还原。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述溶解的步骤中，所述含钒原料与所述溶剂的质量比为1:0.5~1.5。
6.一种含钒电解液，其特征在于，所述含钒电解液根据权利要求1～5任一项所述的方法制备得到。
7.一种液流电池，其特征在于，所述液流电池包含权利要求6所述的含钒电解液。
【技术特征摘要】
1.一种含钒电解液的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述溶解的步骤中，包括在加热的条件下将所述含钒原料溶解于所述混合体系中。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述酸类溶剂为硫酸、盐酸中的一种或它们的混合。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述溶解的步骤中，所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：王瑾，于冲，祖革，郑晓昊，纪彤妍，
申请(专利权)人：液流储能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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