CN107634249A - 一种含硫酸氧钒的钒电池电解液 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种含硫酸氧钒的钒电池电解液，该钒电池电解液包括以下物质：硫酸溶液、硫酸氧钒、二氧化硅、碱土金属的硫酸盐和烷基硫酸铵盐。与现有技术相比，本发明具有优点如下：以本发明所述电解液制得的钒电池避免了正、负极活性物质的自放电消耗，钒电池的充放电能量转换效率高达75％以上，远高于铅酸电池的45％；以本发明所述电解液制得的钒电池充满电解液可在瞬间启动，并通过更换电解液可实现钒电池瞬间充电；本发明所述电解液无潜在的爆炸或着火危险，安全系数高。

Description

一种含硫酸氧钒的钒电池电解液
技术领域
本发明属于电池电解液领域，更具体地，涉及一种含硫酸氧钒的钒电池电解液。
背景技术
钒电池全称为全钒氧化还原液流电池(Vanadium Redox Battery，缩写为VRB)，是一种活性物质呈循环流动液态的氧化还原电池。据相关媒体报道，与其他储能技术相比，全钒液流电池储能技术因其使用寿命长、规模大、安全可靠等突出的优势，成为规模储能的首选技术之一。作为当前储能的首选技术之一，全钒液流电池储能系统安全性高，在常温常压下运行时，电池系统产生的热量能够通过电解质溶液有效排出，再通过热交换排至系统之外；而且电解质溶液为不燃烧、不爆炸的水溶液，系统运行安全性高。
目前关于钒电池，政府层面与产业界以及学术界都有共识，均认为钒电池在中国具备发展前景。首先，中国钒矿资源丰富，拥有核心技术，通过跨国整合，目前中国公司已掌握了世界的钒电池关键技术，钒电池的特点也适合中国电网的需求，如寿命长、可重复放电、可靠性高，完全能满足中国建设智能电网的需求。据相关资料显示，我国钒储量占全球钒储量的35％，居全球第一位；我国钒产量占到全球产量的48％，2010年我国钒产量达到6.15万吨，优越的资源禀赋为我国发展钒电池产业创造了得天独厚的条件。
硫酸氧钒别名硫酸钒酰为蓝色结晶粉末，除了二水硫酸氧钒，还有三水硫酸氧钒，不溶入水，它能和硫酸铵或碱金属硫酸盐生成复盐。熔点105℃，可用作媒染剂、催化剂及还原剂等、用于媒染剂，催化还原剂及陶瓷，玻璃的着色剂以及织物的媒染剂、催化剂及还原剂，但目前将硫酸氧钒应用于电池电解液中的案例还寥寥无几。
发明内容
本发明的目的在于提供一种含硫酸氧钒的钒电池电解液，充分利用硫酸氧钒资源，解决现有技术中的电解液无法满足电池的寿命长、可靠性高的问题。
为了实现上述目的，本发明提供一种含硫酸氧钒的钒电池电解液，该钒电池电解液包括以下物质：硫酸溶液、硫酸氧钒、二氧化硅、碱土金属的硫酸盐和烷基硫酸铵盐。
作为本发明优选的实施方式，其中，所述硫酸溶液与硫酸氧钒的重量比为：1：0.5-2。
作为本发明优选的实施方式，其中，所述二氧化硅、碱土金属的硫酸盐和烷基硫酸铵盐的重量和与硫酸溶液的重量比为0.5-0.8：1。
作为本发明优选的实施方式，其中，所述烷基硫酸铵盐为碳原子数量为7-12个的烷基硫酸铵盐。
作为本发明优选的实施方式，其中，所述二氧化硅、碱土金属的硫酸盐和烷基硫酸铵盐的重量比为1：1-4：1-4。
作为本发明优选的实施方式，其中，所述烷基硫酸铵盐更优选为十二烷基硫酸铵。
作为本发明优选的实施方式，其中，所述碱土金属的硫酸盐为硫酸钙或硫酸镁中的任意一种。
作为本发明优选的实施方式，其中，所述硫酸溶液的浓度为3.68-10mol/L。
与现有技术相比，本发明具有优点如下：
(1)以本发明所述电解液制得的钒电池避免了正、负极活性物质的自放电消耗，钒电池的充放电能量转换效率高达75％以上，远高于铅酸电池的45％。
(2)以本发明所述电解液制得的钒电池充满电解液可在瞬间启动，并通过更换电解液可实现钒电池瞬间充电。
(3)本发明所述电解液无潜在的爆炸或着火危险，安全系数高。
本发明的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。
具体实施方式
下面将更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然以下描述了本发明的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。
实施例1：
一种含硫酸氧钒的钒电池电解液，该钒电池电解液包括以下物质：硫酸溶液、硫酸氧钒、二氧化硅、硫酸钙和十二烷基硫酸铵。其中，采用的硫酸溶液的浓度为3.68mol/L，硫酸溶液的重量为100g，硫酸氧钒的重量为50g，二氧化硅的重量为8g，硫酸钙的重量为20g，十二烷基硫酸铵的重量为30g。
实施例2：
一种含硫酸氧钒的钒电池电解液，该钒电池电解液包括以下物质：硫酸溶液、硫酸氧钒、二氧化硅、硫酸镁和十二烷基硫酸铵。其中，采用的硫酸溶液的浓度为10mol/L，硫酸溶液的重量为100g，硫酸氧钒的重量为100g，二氧化硅的重量为10g，硫酸钙的重量为10g，十二烷基硫酸铵的重量为40g。
以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。

Claims (8)

1.一种含硫酸氧钒的钒电池电解液，其特征在于，该钒电池电解液包括以下物质：硫酸溶液、硫酸氧钒、二氧化硅、碱土金属的硫酸盐和烷基硫酸铵盐。
2.根据权利要求1所述的一种含硫酸氧钒的钒电池电解液，其中，所述硫酸溶液与硫酸氧钒的重量比为：1：0.5-2。
3.根据权利要求1所述的一种含硫酸氧钒的钒电池电解液，其中，所述二氧化硅、碱土金属的硫酸盐和烷基硫酸铵盐的重量和与硫酸溶液的重量比为0.5-0.8：1。
4.根据权利要求1所述的一种含硫酸氧钒的钒电池电解液，其中，所述烷基硫酸铵盐为碳原子数量为7-12个的烷基硫酸铵盐。
5.根据权利要求3所述的一种含硫酸氧钒的钒电池电解液，其中，所述二氧化硅、碱土金属的硫酸盐和烷基硫酸铵盐的重量比为1：1-4：1-4。
6.根据权利要求4所述的一种含硫酸氧钒的钒电池电解液，其中，所述烷基硫酸铵盐为十二烷基硫酸铵。
7.根据权利要求1所述的一种含硫酸氧钒的钒电池电解液，其中，所述碱土金属的硫酸盐为硫酸钙或硫酸镁中的任意一种。
8.根据权利要求1所述的一种含硫酸氧钒的钒电池电解液，其中，所述硫酸溶液的浓度为3.68-10mol/L。
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