CN114709459A - 一种水系全铁液流电池的负极电解液 - Google Patents
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Abstract
本发明属于液流电池储能技术领域，更具体地，涉及一种水系全铁液流电池的负极电解液。本发明针对传统水系全铁液流电池中负极采用Fe2+/Fe0活性电对导致电池效率低和寿命短的难题，采用第一络合剂和第二络合剂同时与Fe3+和Fe2+结合，通过稳定Fe3+和Fe2+的络合结构，使其可以作为负极活性物质，解决了金属铁的析出及其导致的电池容量衰减、效率低的难题，使用本电解液的水系全铁液流电池效率提高10％，稳定性提高10倍。
Description
技术领域
本发明属于电化学储能技术和液流电池领域，特别涉及用于一种水系全铁液流电池的负极电解液。
背景技术
当今社会人们对煤、石油、天然气等化石燃料的使用越来越多，过度的使用会造成许多环境问题，面对这种情况，人们正在努力寻找新的能量来源以替代这些传统能量来源。风能、太阳能等廉价、高效的可再生能源可应用于发电，但是这些新能源有很强的地域性，不是每个地方都适合使用新能源发电，在这种情况下就需要使用大规模储能技术来解决这些问题。
液流电池将电能储存在具有氧化还原反应活性的电解液中，是一种新兴的大规模储能技术。液流电池由于安全性高、适用范围广，在电网规模的应用中尤其有前景。其中全钒液流电池作为新型的储能技术，具有稳定性好、效率高、循环寿命长等优点，被认为具有广阔的应用前景，但全钒液流电池的活性物质成本较高，这在一定程度上限制了全钒液流电池的进一步商业化应用。
除了全钒液流电池之外，目前研究较多且发展较为成熟的液流电池包括：铁铬液流电池、锌溴液流电池、锌铁液流电池和全铁液流电池。其中，全铁液流电池正负极均采用亚铁离子作为电解液活性物质，正极将Fe2+/Fe3+作为氧化还原电对，负极将Fe2+/Fe0作为氧化还原电对，因此其成本低、原材料广。但是负极亚铁离子的水解反应和沉积/溶解反应限制了其循环稳定性，导致传统全铁液流电池效率不高，容量衰减严重。
针对上述问题，近年来科学家们试图利用配体与Fe2+/Fe3+形成络合物的策略，实现对其氧化还原电位的调控，使全铁液流电池的正负极均为Fe2+和Fe3+的变价反应，同时还能减少正负极电解液氧化还原物质交叉互渗的问题，在一定程度上提高了电池容量低和稳定性。
中国科学院金属研究所公开了一种用于全铁液流电池的负极电解液，通过在传统全铁液流电池的负极电解液中添加柠檬酸或柠檬酸三钠络合剂，利用络合反应，调控亚铁离子的配位结构，剔除亚铁离子周围原本配位的结合水，抑制了亚铁离子水解和提高沉积/溶解反应可逆性(CN113328124A)。然而该专利负极反应依然采用传统的Fe2+/Fe0固液型反应,Fe2+-柠檬酸或柠檬酸钠络合物在充电时被还原为金属态的铁，金属铁导致析氢、膜穿透等问题，从而导致电池效率低、容量衰减快。虽然(CN113328124A)没有检测容量衰减性能，我们采用其专利中的条件，作为本实验的对比例5，其容量衰减至70％时对应的循环次数为158次，远低于本申请专利的发明效果。
美国铁电池公司将柠檬酸或其盐同时加到全铁液流电池的正负极电解液中，在正负极电解液中均形成铁络合物，通过调控正负极电解液pH，是正负极间产生电压，然而全铁液流电池放电电压过低，低于1V，甚至有些条件只有0.6V左右(WO2019246538 A1)。
此外，铁(亚铁)离子与三乙醇胺及其类似物形成的络合物，氧化还原电位负移明显，并且原材料成本低廉，也是一种非常具有发展潜力的全铁液流电池的负极电解液。例如：大连理工大学公开了一种具有高开路电压的全铁液流电池，正、负两极电解液均采用铁络合物水溶液(CN103700872A)。正极采用二价铁/邻菲啰啉络合电解液、负极采用三价铁/三乙醇胺络合电解液,可以使二价铁/三价铁电对的电极电位分别向正、负方向移动。因此，上述两种铁络合电解液组成的全铁液流电池，具有较高的电池开路电压。然而，三乙醇胺与金属亚铁离子结合力较弱，在长期运行中会脱落，导致部分亚铁离子被还原为金属铁，其具有两个电压平台也验证了该副反应的存在，效率最高只有76.4％，且导致电池稳定性差，3个循环已明显衰减。
美国肯塔基大学研究基金会公开了一种采用铁/配体络合物的负极电解液，配体选自三乙醇胺、二乙醇胺、乙醇胺、N,N-双-(2-羟乙基)-(亚氨基三)-(羟甲基)-甲烷及其混合物(US20140295311)。然而，这些配体与三乙醇胺具有类似的官能团与结构，与亚铁离子络合力依然较弱，依然存在稳定性差、效率低的问题。
华中科技大学公开了一种水系全铁液流电池，负极电解液采用铁离子或亚铁离子与双(2羟乙基)氨基(三羟甲基)甲烷或3[N N双(2羟乙基)氨基]2羟基丙磺酸形成的络合物(CN113764714A)。这两种配体是在三乙醇胺的基础上进行修饰得到的，与铁离子或亚铁离子作用的官能团与三乙醇胺相同，依然没有从本质上解决上诉问题。
综上，目前人们通过实验研究发现该全铁液流电池的运行过程中还具有许多问题，比如：二价铁离子与三乙醇胺及其类似物的结合能不强，导致负极在充电过程中依然发生亚铁离子被还原为金属铁的情况，金属铁又会导致隔膜穿透、析氢、不完全放电等一系列问题，最终导致电池的效率低、稳定性差。
尽管目前有些研究集中在锌铁、铁铬液流电池等铁基电池领域，然而在此类电池中铁(亚铁)离子作为正极活性物质，具有较高的标准电极电势。所用的配体如氰离子，其络合能力很强，导致组成的络合物电极电位高，只能作为正极活性物质，无法用到本发明水系全铁液流电池的负极电解液领域。液流电池电解液中的络合剂的选择有严格的要求，负极络合剂需要同时具备i)能与金属离子形成稳定的络合结构、ii)金属络合物具有合适的电极电位，与正极活性物质电位差大于1.0V，iii)络合剂和金属络合物在水中溶解度大。因此，不同体系的液流电池间络合物相互移用或借鉴的可能性较小。
金属铁离子和亚铁离子具有六配位正八面体构型，三乙醇胺及其衍生物为三齿配体。理想的情况下，两个三乙醇胺或其衍生物分子拥有6个醇羟基，可以与铁离子和亚铁离子形成饱和六配位。然而，亚铁离子与醇羟基结合能力弱，在电池的运行环境中会有部分配位键断裂，导致亚铁离子-三乙醇胺基络合物结构不稳定，负极在充电过程中发生亚铁离子被还原为金属铁的情况，金属铁又会导致隔膜穿透、析氢、不完全放电等一系列问题，最终导致电池的效率低、稳定性差。
本专利采用络合能力比三乙醇胺或其衍生物分子强的小分子单齿或二齿配体作为第二络合剂，及时补充亚铁离子空缺的配位点，保证亚铁离子稳定的六配位结构。更重要的是第二络合剂的使用会使负极电解液的标准电极电势足够低、电化学活性高，同时还能增大亚铁离子络合物的分子尺寸大小，进一步抑制其穿透隔膜，从而，提高水系全铁液流电池的能量效率与循环稳定性。
发明内容
为解决传统全铁液流电池循环寿命短、效率低的技术问题，本发明开发出一种基于双络合剂的负极电极液，大幅提高水系全铁液流电池的能量效率与循环寿命。
一种水系全铁液流电池的负极电解液，其特征在于，包括铁离子、亚铁离子、第一络合剂、第二络合剂、支持电解质与水，第一络合剂和第二络合剂可以同时结合到同一个铁离子和亚铁离子上，支持电解质用于调节电解液的pH与电导率，第一络合剂为三乙醇胺、3-双(2-羟乙基)氨基-2-羟基丙磺酸中的一种，第二络合剂为草酸及其盐、磷酸及其盐、咪唑类水溶性有机物、醋酸及其盐中的一种。
所述的一种水系全铁液流电池的负极电解液，其特征在于，含有铁离子的物质可以选自氯化铁、硫酸铁、硝酸铁中的一种或两种以上，含有铁离子的浓度为0.1-2.0mol/L。
所述的水系全铁液流电池的负极电解液，其特征在于，含有亚铁离子的物质可以选自氯化亚铁、硫酸亚铁、硝酸亚铁中的一种或两种以上，含有亚铁离子的浓度为0.1-2.0mol/L。
所述的一种水系全铁液流电池的负极电解液，其特征在于，第一络合剂为的浓度为0.1-4.0mol/L，第二络合剂的浓度为0.1-4.0mol/L。
所述的一种水系全铁液流电池的负极电解液，其特征在于，铁离子和亚铁离子总和、第一络合剂、第二络合剂三者间的浓度比为1：(0.5-2.5)：(0.5-2.5)，优选为1：2：(0.5-2.5)，最优选为1：2：2。
所述的一种水系全铁液流电池的负极电解液，其特征在于，第二络合剂所用的草酸盐可以选自草酸钠、草酸钾、草酸锂中的一种。
所述的一种水系全铁液流电池的负极电解液，其特征在于，第二络合剂所用的磷酸盐可以选自磷酸钠、磷酸钾、磷酸锂中的一种。
所述的一种水系全铁液流电池的负极电解液，其特征在于，第二络合剂所用的咪唑类水溶性有机物可以选自：咪唑、1-甲基咪唑、苯并咪唑、2-羟基苯并咪唑、2-巯基-1-甲基咪唑、1-乙基-3-甲基氯化咪唑鎓、1,2-二甲基咪唑、2-甲基咪唑、4-甲基咪唑、2,4-二甲基咪唑、1-乙烯基咪唑、2-乙基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、N-乙酰基咪唑、4,5-二氰基咪唑中的一种。
所述的一种水系全铁液流电池的负极电解液，其特征在于，第二络合剂所用的醋酸盐可以选自醋酸钠、醋酸钾、醋酸锂中的一种。
所述的一种水系全铁液流电池的负极电解液，其特征在于，支持电解质为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂中的一种或两种以上，支持电解质为的浓度为0.1-8mol/L。
本发明的优点
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
本发明采用两种络合剂同时与Fe3+和Fe2+结合，调控Fe3+/Fe2+活性电对的电位与结合力，使其可以作为负极活性物质，同时配以支持电解质，制备出适用于水系全铁液流电池的负极电解液。抑制了亚铁离子在负极沉积导致的容量衰减、能量效率低，同时避免了负极活性物质向正极电解液侧渗透，使用本电解液的水系全铁液流电池效率提高10％以上，稳定性提高10倍以上。基于本技术的水系全铁液流电池成本低于现有锂离子电池，且安全性、循环稳定性更优。
附图说明
图1是基于本发明的水系全铁液流电池及其结构示意图。基于本发明的负极电解液的全铁液流电池结构如图1所示：各部分组成分别为：1.负极储液罐，2.负极动力泵，3.负极端板，4.负极集流体，5.负极，6.负极管路，7.离子交换膜，8.正极储液罐，9.正极动力泵，10.正极端板，11.正极集流体，12.正极，13.正极管路。
图2是水系全铁液流电池的容量保持率随充放电次数的变化曲线。由图2可知，负极电解液采用双络合物(无论是实施例1：三乙醇胺-铁离子-1-甲基咪唑络合物，还是实施例2：三乙醇胺-铁离子-草酸根络合物)所配置的电解液均比单一络合物(对比例1：铁离子-三乙醇胺络合物)和无络合物体系(对比例2)的更稳定。作为负极电解液装配的全铁液流电池容量衰减至70％时对应的循环次数分别为大于1053次(三乙醇胺-铁离子-1-甲基咪唑络合物)、915次(三乙醇胺-铁离子-草酸根络合物)、90次(铁离子-三乙醇胺络合物)和18次(无络合物)。相比于无络合物，稳定性可提升58倍以上。相比于单一络合物(铁-三乙醇胺)，稳定性提升接近10倍以上。
图3是水系全铁液流电池的库仑效率、电压效率、能量效率。由图3可知，负极电解液采用双络合物((无论是实施例1：三乙醇胺-铁离子-1-甲基咪唑络合物，还是实施例2：三乙醇胺-铁离子-草酸根络合物)所配置的电解液均比单一络合物(对比例1：铁离子-三乙醇胺络合物)和无络合物体系(对比例2)的能量转化效率更高。特别是，采用三乙醇胺-铁离子-1-甲基咪唑络合物为负极电解液的全铁液流电池(实施例1)，相比于采用铁离子-三乙醇胺络合物(对比例1)和无络合物体系(对比例2)的电池，库仑效率分别提高3.2％和9.7％，电压效率分别提高0.8％和5.3％，能量效率分别提高3.5％和13.0％，
具体实施方式
实施例1：基于三乙醇胺-铁离子-1-甲基咪唑复合络合物的负极电解液及全铁液流电池1.基于三乙醇胺-铁离子-1-甲基咪唑复合络合物的负极电解液的配制方法：
1).首先将0.04mol FeCl3添加到60ml去离子水中，超声至固体完全溶解(约10mins)，形成溶液1。
2).称量0.08mol三乙醇胺加水稀释至25ml,搅拌均匀形成溶液2。
3).将溶液2缓慢加入溶液1，在加入过程中用玻璃棒进行搅拌。完全加入后，在800转/秒下搅拌30min，形成浑浊液3。
4).向溶液3中缓慢加入0.08mol 1-甲基咪唑，随后在80℃下搅拌30mins，得到溶液4。
5).称量0.02mol NaOH,0.02mol KOH，先后加入溶液4并用玻璃棒进行搅拌，形成溶液5。
6).将溶液5冷却后在800转/秒下搅拌过夜，获得透明溶液6，在100ml容量瓶中定容，获得100ml三乙醇胺(0.8mol/L)-铁离子(0.4mol/L)-1-甲基咪唑(0.8mol/L)络合物溶液待用。
2.正极电解液制备：
1).首先称量0.04mol K4[Fe(CN)6]添加到80ml去离子水中，超声至固体完全溶解(约10mins)，得到溶液1。
2).称量0.2mol NaOH缓慢添加到溶液1中，完全加入后，在800转/秒下搅拌，得到溶液2。3).将溶液2放入100ml容量瓶中用去离子水定容，获得100ml 0.4mol/L K4[Fe(CN)6]溶液待用。
3.全铁液流电池组装：
单电池按如下顺序进行组装：正极端板、石墨集流体、正极6mm×3cm×3cm碳毡、离子交换膜Nafion115、负极6mm×3cm×3cm碳毡、石墨集流体、负极端板。
4.全铁液流电池测试条件：
电池运行过程中正负极电解液流速均为100mL/min，在40mA/cm2充放电测试，设置充放电截止电压分别为1.65V和0.8V。
实施例2：基于三乙醇胺-铁离子-草酸根络合物的负极电解液及全铁液流电池
1.基于三乙醇胺-铁离子-草酸根络合物的负极电解液的配制方法：
1).首先将0.04mol FeCl3添加到60ml去离子水中，超声至固体完全溶解(约10mins)，形成溶液1。
2).称量0.08mol三乙醇胺加水稀释至25ml,搅拌均匀形成溶液2。
3).将溶液2缓慢加入溶液1，在加入过程中用玻璃棒进行搅拌。完全加入后，在800转/秒下搅拌30mins，形成溶液液3。
4)向溶液3中缓慢加入3.36g草酸钠(0.04mol)，随后在80℃下搅拌30mins，得到溶液4。
5).称量0.02mol NaOH,0.02mol KOH，先后加入溶液4中，并用玻璃棒进行搅拌，形成透明溶液5。
6).将溶液5冷却后在800转/秒下搅拌过夜，获得溶液6。在100ml容量瓶中定容，获得100ml三乙醇胺(0.8mol/L)-铁离子(0.4mol/L)-草酸根(0.4mol/L)络合物溶液待用。
2.正极电解液制备：
1).首先称量0.04mol K4[Fe(CN)6]添加到80ml去离子水中，超声至固体完全溶解(约10mins)，得到溶液1。
2).称量0.2mol NaOH缓慢添加到溶液1中，完全加入后，在800转/秒下搅拌，得到溶液2。
3).将溶液2放入100ml容量瓶中用去离子水定容，获得100ml0.4mol/L K4[Fe(CN)6]溶液待用。
3.全铁液流电池组装：
单电池按如下顺序进行组装：正极端板、石墨集流体、正极6mm×3cm×3cm碳毡、离子交换膜Nafion115、负极6mm×3cm×3cm碳毡、石墨集流体、负极端板。
4.全铁液流电池测试条件：
电池运行过程中正负极电解液流速均为100mL/min，在40mA/cm2充放电测试，设置充放电截止电压分别为1.65V和0.8V。
实施例3-5:不同浓度三乙醇胺-铁离子-甲基咪唑复合络合物基负极电解液及全铁液流电池
为简化描述，增强对比效果，实施例3-5，分别是在不同浓度下配制的电解液配方及其在全铁液流电池中的性能。其中变化量只有FeCl3、三乙醇胺、1-甲基咪唑的含量，其余步骤与实施例1完全相同。具体配方及有益效果如表1：
表1.不同浓度三乙醇胺-铁离子-1-甲基咪唑复合络合物基负极电解液配方和对应全铁液流电池性能表.
实施例6-19:三乙醇胺-铁离子-不同第二络合剂复合络合物基负极电解液及全铁液流电池
为简化描述，增强对比效果，实施例6-19，分别是在实施例1的基础上，改变其中第二络合剂的种类，即将1-甲基咪唑替换成咪唑、苯并咪唑、2-羟基苯并咪唑、2-巯基-1-甲基咪唑、1-乙基-3-甲基氯化咪唑鎓、1,2-二甲基咪唑、2-甲基咪唑、4-甲基咪唑、2,4-二甲基咪唑、1-乙烯基咪唑、2-乙基咪唑、磷酸钠、醋酸钾。具体配方及有益效果如表2：
表2.三乙醇胺-铁离子-不同第二络合剂复合络合物基负极电解液和对应全铁液流电池性能表.
实施例20-33:3-双(2-羟乙基)氨基-2-羟基丙磺酸-铁离子-不同第二络合剂复合络合物基负极电解液及全铁液流电池
为简化描述，增强对比效果，实施例20-33，分别是在实施例1的基础上，改变第一种络合剂，即用3-双(2-羟乙基)氨基-2-羟基丙磺酸替代三乙醇胺；第二种络合剂采用实施例1中的1-甲基咪唑，或改变其中第二络合剂的种类，即将1-甲基咪唑替换成咪唑、苯并咪唑、2-羟基苯并咪唑、2-巯基-1-甲基咪唑、1-乙基-3-甲基氯化咪唑鎓、1,2-二甲基咪唑、2-甲基咪唑、4-甲基咪唑、2,4-二甲基咪唑、1-乙烯基咪唑、2-乙基咪唑、磷酸钠、醋酸钾。具体配方及有益效果如表3：
表3.3-双(2-羟乙基)氨基-2-羟基丙磺酸-铁离子-不同第二络合剂复合络合物基负极电解液及对应的全铁液流电池性能表.
对比例1:基于铁离子-三乙醇胺络合物的负极电解液及全铁液流电池
1.基于铁离子-三乙醇胺络合物的负极电解液的配制方法：
1).首先将0.04mol FeCl3添加到60ml去离子水中，超声至固体完全溶解(约10mins)，形成溶液1。
2).称量0.08mol三乙醇胺加水稀释至25ml,搅拌均匀形成溶液2。
3).将透明溶液2缓慢加入深红色溶液1，在加入过程中用玻璃棒进行搅拌。完全加入后，在800转/秒下搅拌30min，形成溶液3。
4).称量0.02mol NaOH,0.02mol KOH，先后加入溶液3中，并用玻璃棒进行搅拌，直至不溶物完全溶解，形成溶液4。
5).将溶液4冷却后在800转/秒下搅拌，获得溶液5，在100ml容量瓶中定容，获得100ml铁离子(0.4mol/L)-三乙醇胺(0.8mol/L)络合物溶液待用。
2.正极电解液制备：
1).首先称量0.04mol K4[Fe(CN)6]添加到80ml去离子水中，超声至固体完全溶解(约10mins)，得到溶液1。
2).称量0.2mol NaOH缓慢添加到溶液1中，完全加入后，在800转/秒下搅拌，得到溶液2。3).将溶液2放入100ml容量瓶中用去离子水定容，获得100ml 0.4mol/L K4[Fe(CN)6]溶液待用。
3.全铁液流电池组装：
单电池按如下顺序进行组装：正极端板、石墨集流体、正极6mm×3cm×3cm碳毡、离子交换膜Nafion115、负极6mm×3cm×3cm碳毡、石墨集流体、负极端板。
4.全铁液流电池测试条件：
电池运行过程中正负极电解液流速均为100mL/min，在40mA/cm2充放电测试，设置充放电截止电压分别为1.65V和0.8V。
对比例2:基于FeSO4的负极电解液及全铁液流电池
1.基于FeSO4的负极电解液配置过程：
1).首先通过向去离子水中添加0.1M HCl溶液，调溶液pH≈3.5，配成80ml弱酸性溶液1。
2).称量0.1mol FeSO4缓慢添加入溶液1中，在添加过程中用pH计监测溶液的pH值，通过添加去离子水和微量0.1M HCl调节溶液pH值维持在3.5，得到酸性溶液2。
3).将溶液2转移到100ml容量瓶中，通过添加少量去离子水进行定容，得到正极电解液100ml 1mol/L FeSO4溶液待用。
2.正极电解液制备：
正极电解液制备同负极电解液，正负极电解液均为1mol/L FeSO4溶液。
3.全铁液流电池组装：
单电池按如下顺序进行组装：正极端板、石墨集流体、正极6mm×3cm×3cm碳毡、离子交换膜Nafion115、负极6mm×3cm×3cm碳毡、石墨集流体、负极端板。
4.全铁液流电池测试条件：
电池运行过程中正负极电解液流速均为100mL/min，进行40mA/cm2充放电测试，设置充放电截止电压分别为1.65V和0.8V。
对比例3
为验证提高第一络合剂浓度及比例对电解液性能的影响，在实施例1基础上将三乙醇胺提升一倍，同时不采用1-甲基咪唑，配置了负极电解液，其余条件与实施例1完全相同，具体负极电解液组成及其在全铁液流电池中的效果见表4。由表4可知，单纯提高三乙醇胺及比例，无法提高电池的循环稳定性。
对比例4
采用三乙醇胺为第一络合剂，3-双(2-羟乙基)氨基-2-羟基丙磺酸为第二络合剂，其余条件与实施例1相同。由表4可知，两种多齿配体分别作为第一络合剂和第二络合剂，依然无法提高电池的循环稳定性。这可能是由于多齿配体具有空位位阻效应，导致铁离子和亚铁离子配位不完全、不稳定。
对比例5
全铁液流电池的负极电解液为FeCl2(0.5mol/L)+柠檬酸三钠(0.5mol/L)+NH4Cl(2.0mol/L)，正极电解液及全铁液流电池运行条件实施例1相同，具体负极电解液组成及其在全铁液流电池中的效果见表4。由表4可知，柠檬酸三钠无法提高水系全铁液流电池的循环稳定性。
对比例6
按照三乙醇胺(4.4mol/L)-铁离子(2.2mol/L)-1-甲基咪唑(4.4mol/L)的配方称取相应物质，按照实施例1的方法配置溶液，无法获得清澈均匀的水溶液，无法用作全铁液流电池的负极电解液。
表4.其他对比例中负极电解液配方和对应全铁液流电池性能表.
Claims (9)
1.一种水系全铁液流电池的负极电解液，其特征在于，包括铁离子、亚铁离子、第一络合剂、第二络合剂、支持电解质与水，第一络合剂和第二络合剂能同时结合到同一个铁离子和亚铁离子上，第一络合剂为三乙醇胺、3-双(2-羟乙基)氨基-2-羟基丙磺酸中的一种，第二络合剂为草酸及其盐、磷酸及其盐、咪唑类水溶性有机物、醋酸及其盐中的一种，优选三乙醇胺为第一络合剂、1-甲基咪唑为第二络合剂。
2.如权利要求1所述的一种水系全铁液流电池的负极电解液，其特征在于，含有铁离子的物质选自氯化铁、硫酸铁、硝酸铁中的一种或两种以上，含有铁离子的浓度为0.1-2.0mol/L。
3.如权利要求1所述的水系全铁液流电池的负极电解液，其特征在于，含有亚铁离子的物质选自氯化亚铁、硫酸亚铁、硝酸亚铁中的一种或两种以上，含有亚铁离子的浓度为0.1-2.0mol/L。
4.如权利要求1所述的一种水系全铁液流电池的负极电解液，其特征在于，第一络合剂为的浓度为0.1-4.0mol/L，第二络合剂的浓度为0.1-4.0mol/L。
5.如权利要求1所述的一种水系全铁液流电池的负极电解液，其特征在于，第二络合剂所用的草酸盐选自草酸钠、草酸钾、草酸锂中的一种。
6.如权利要求1所述的一种水系全铁液流电池的负极电解液，其特征在于，第二络合剂所用的磷酸盐可以为磷酸钠、磷酸钾、磷酸锂中的一种。
7.如权利要求1所述的一种水系全铁液流电池的负极电解液，其特征在于，第二络合剂所用的咪唑类水溶性有机物选自：咪唑、1-甲基咪唑、苯并咪唑、2-羟基苯并咪唑、2-巯基-1-甲基咪唑、1-乙基-3-甲基氯化咪唑鎓、1,2-二甲基咪唑、2-甲基咪唑、4-甲基咪唑、2,4-二甲基咪唑、1-乙烯基咪唑、2-乙基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、N-乙酰基咪唑、4,5-二氰基咪唑中的一种，优选咪唑或1-甲基咪唑。
8.如权利要求1所述的一种水系全铁液流电池的负极电解液，其特征在于，第二络合剂所用的醋酸盐选自醋酸钠、醋酸钾、醋酸锂中的一种。
9.如权利要求1所述的一种水系全铁液流电池的负极电解液，其特征在于，支持电解质为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂中的一种或两种以上，支持电解质为的浓度为0.1-8mol/L。
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| CN202210397434.4A CN114709459B (zh) | 2022-04-15 | 一种水系全铁液流电池的负极电解液 |
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| CN117164485A (zh) * | 2023-11-03 | 2023-12-05 | 华中科技大学 | 一种富负电荷络合试剂、其制备方法及其在全铁液流电池负极电解液中的应用 |
| CN117317331A (zh) * | 2023-11-28 | 2023-12-29 | 华中科技大学 | 一种铬螯合物的正极电解液及液流电池 |
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