CN219824380U - 一种全价态可控的钒液流电池电解液生产系统 - Google Patents
一种全价态可控的钒液流电池电解液生产系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN219824380U CN219824380U CN202321198910.6U CN202321198910U CN219824380U CN 219824380 U CN219824380 U CN 219824380U CN 202321198910 U CN202321198910 U CN 202321198910U CN 219824380 U CN219824380 U CN 219824380U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- reaction kettle
- negative electrode
- positive electrode
- positive
- vanadium
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 55
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 55
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 title claims abstract description 44
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 24
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 54
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 claims abstract description 46
- 238000012806 monitoring device Methods 0.000 claims abstract description 16
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims abstract description 9
- 238000003411 electrode reaction Methods 0.000 claims description 64
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 25
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 17
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 15
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 9
- 238000010907 mechanical stirring Methods 0.000 claims description 7
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 5
- 239000004063 acid-resistant material Substances 0.000 claims description 3
- 239000004033 plastic Substances 0.000 claims description 3
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 claims description 3
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 claims description 3
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 claims description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 5
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 abstract description 3
- 239000000654 additive Substances 0.000 abstract 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 43
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 22
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 15
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 12
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 12
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 11
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 11
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 10
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 10
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 10
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 10
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 8
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 8
- 230000001502 supplementing effect Effects 0.000 description 7
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 6
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 6
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 6
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 5
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 5
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 5
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 5
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 5
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 5
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 4
- 239000011203 carbon fibre reinforced carbon Substances 0.000 description 4
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 description 4
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 4
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 4
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 4
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 4
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 4
- GNTDGMZSJNCJKK-UHFFFAOYSA-N divanadium pentaoxide Chemical compound O=[V](=O)O[V](=O)=O GNTDGMZSJNCJKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 4
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 4
- -1 polyethylene Polymers 0.000 description 4
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 description 3
- 239000004696 Poly ether ether ketone Substances 0.000 description 3
- 239000004693 Polybenzimidazole Substances 0.000 description 3
- UNTBPXHCXVWYOI-UHFFFAOYSA-O azanium;oxido(dioxo)vanadium Chemical compound [NH4+].[O-][V](=O)=O UNTBPXHCXVWYOI-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 3
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 3
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 3
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 3
- 229910021397 glassy carbon Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 3
- 229920002492 poly(sulfone) Polymers 0.000 description 3
- 229920002480 polybenzimidazole Polymers 0.000 description 3
- 229920002530 polyetherether ketone Polymers 0.000 description 3
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 3
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 description 3
- 150000003460 sulfonic acids Chemical class 0.000 description 3
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 2
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004695 Polyether sulfone Substances 0.000 description 2
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 2
- 150000001732 carboxylic acid derivatives Chemical class 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 2
- 229920006393 polyether sulfone Polymers 0.000 description 2
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 2
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 2
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 description 2
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 2
- 239000011149 active material Substances 0.000 description 1
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- ABDBNWQRPYOPDF-UHFFFAOYSA-N carbonofluoridic acid Chemical compound OC(F)=O ABDBNWQRPYOPDF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 229920013716 polyethylene resin Polymers 0.000 description 1
- 239000009719 polyimide resin Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- KJDNAUVRGACOHX-UHFFFAOYSA-N sulfuric acid;vanadium Chemical compound [V].OS(O)(=O)=O KJDNAUVRGACOHX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Landscapes
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
本实用新型属于液流电池电解液技术领域，具体为一种全价态可控的钒液流电池电解液制备方法及生产装置。该生产系统包括电解电堆、正极反应釜、负极反应釜、正极驱动泵、负极驱动泵、直流电源、正极溶液在线监控装置、负极溶液在线监控装置和管路。生产时，正负极反应釜均放入稀酸溶液，溶液循环后，向正极反应釜加入低价态的含钒物质，向负极反应釜加入高价态的含钒物质，并根据需求缓慢补充酸，通过直流电源为电解电堆供电进行电解，在正负极反应釜均可获得所需价态的钒电池电解液。该实用新型在正负极均可生产钒电解液，电能利用率高，且全过程不引入非钒添加剂，电解液产品纯度高。
Description
技术领域
本实用新型属于液流电池电解液技术领域，具体为一种全价态可控的钒液流电池电解液生产系统。
背景技术
液流电池是一种新型的储能系统，具有能效高、寿命长、设计灵活、稳定性好以及低维护成本和环境友好等特性，对于新型电力系统大规模储能需求的发展具有重要的商业价值。电解液是液流电池储能及能量转化的核心。
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。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，加入的还原剂会残留在钒电解液中难以 根除，影响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，操作简单方便，易于进行，易于进行工业化生产。但传统电解法往往存在设备要求高（如采用电池系统进行电解，需要严格控制电压电流等参数，产能难以扩大）、高价态钒溶液处理困难（必须化学还原来降低价态，不仅引入不易除净的杂质，还大幅增加了系统成本）、耗能和成本相对高（单位耗电电能下只能在单极生产电解液）的缺点。
因此，开发出安全高效、易操作、低成本液流电池电解液制备及生产方法，将会明显的降低钒电解液的成本，推进可再生能源的规模应用及储能钒电池的产业化，具有经济价值社会效益。
实用新型内容
针对现有技术中的问题，本实用新型提供一种全价态可控的钒液流电池电解液生产系统。
发明内容
一种全价态可控的钒液流电池电解液生产系统，所述生产系统包含电解电堆、正极反应釜、负极反应釜、正极驱动泵、负极驱动泵、直流电源、正极溶液在线监控装置、负极溶液在线监控装置和管路：正极反应釜连接正极溶液在线监控装置，负极反应釜连接负极溶液在线监控装置；正极反应釜与电解电堆的正极通过管路连接，管路上设有正极回液口和正极进液口，负极反应釜与电解电堆的负极通过管路连接，管路上设有负极回液口和负极进液口，通过正极驱动泵和负极驱动泵循环正负极液；电解电堆的正极接线端连接直流电源正极，电解电堆的负极接线端连接直流电源负极。
进一步的，上述的一种全价态可控的钒液流电池电解液生产系统，所述电解电堆还包含正极集流板、负极集流板、正极电极、负极电极、隔膜、液流框和双极板，以多单元串联的形式构成多组电解电堆，所述电解电堆的功率等级为0.5~300kw。
进一步的，上述的一种全价态可控的钒液流电池电解液生产系统，正极反应釜和负极反应釜均为耐酸材质，包括钢衬或缠绕式，反应釜内壁为耐酸腐蚀塑料PP、PE、PTFE，反应釜外形为圆柱型、平底釜、圆底釜、落地式或三角支撑式，搅拌方式为机械搅拌或空气搅拌；反应釜安装有温度检测传感器、液位检测传感器及电位检测传感器；釜顶设有排气口和加料口，釜底设有出料口。
进一步的，上述的一种全价态可控的钒液流电池电解液生产系统，正极驱动泵和负极驱动泵均为磁力泵，内衬四氟或PP防腐蚀，流量范围为5~80 m3/h，优选为10-50 m3/h。
进一步的，上述的一种全价态可控的钒液流电池电解液的生产系统，电解电堆的隔膜为以聚苯并噻唑、聚苯并咪唑、磺化聚乙烯、聚醚砜、磺化聚丙烯、聚酰亚胺、聚砜、全氟磺酸树脂、聚醚醚酮、全氟羧酸树脂或聚偏氟树脂为材料的隔膜中的一种；正极电极为导电材料，材质为金属材料、碳材料、金属基复合材料的至少一种，其中金属材料包括不锈钢、钛、铁、钴、镍、铜、锌、铝中的至少一种，碳材料包括石墨毡、碳毡、石墨、玻璃碳、硼掺杂金刚石、活性炭、石墨烯、碳纤维、碳纳米管、碳海绵中的任意一种，金属基复合材料包括金属氧化物涂层材料、金属/碳复合材料、金属/纤维复合材料中的任意一种；负极电极为导电材料，材质为碳材料、金属材料中的至少一种，其中金属材料包括不锈钢、钛、铁、钴、镍、铜、锌、铝中中的至少一种，碳材料包括石墨毡、碳毡、石墨、玻璃碳、硼掺杂金刚石、活性炭、石墨烯、碳纤维、碳纳米管、碳海绵中的任意一种。
本实用新型的优点及有益效果是：
本发明的生产系统可工作的电压和电流范围大，可靠稳定，生产过程中不引入还原剂等非钒杂质，不产生大量的难处理的高价态钒溶液，生产系统简单可靠，提高了电解生产效率，大幅降低能耗，安全环保，产能可快速扩大，适用于大规模产业化。
附图说明
图1为本实用新型生产系统示意图；
图2为本实用新型电解装置结构图；
图中，1-正极溶液在线监控装置；2-直流电源；3-直流电源正极；4-直流电源负极；5-负极溶液在线监控装置；6-正极反应釜搅拌电机；7-正极反应釜加料口；8-正极反应釜排气口；9-正极反应釜；10-正极反应釜搅拌桨；11-正极反应釜出料口；12-正极驱动泵；13-负极驱动泵；14-电解电堆；15-正极进液口；16-正极回液口；17-负极回液口；18-负极进液口；19-电解电堆正极接线端；20-电解电堆负极接线端；21-负极反应釜搅拌电机；22-负极反应釜加料口；23-负极反应釜排气口；24-负极反应釜；25-负极反应釜搅拌桨；26-负极反应釜出料口；27-正极液位检测传感器；28-正极检温度测传感器；29-负极液位检测传感器；30-负极温度检测传感器；31-正极集流板；32-负极集流板；33-双极板；34-隔膜；35-正极电极；36-负极电极；37-液流框；38-正极电位检测传感器；39-负极电位检测传感器。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型公开一种全价态可控的钒液流电池电解液的生产系统，所述生产系统包含电解电堆14、正极反应釜9、负极反应釜24、正极驱动泵12、负极驱动泵13、直流电源2、正极溶液在线监控装置1、负极溶液在线监控装置5和管路：正极反应釜9连接正极溶液在线监控装置1，负极反应釜24连接负极溶液在线监控装置5；正极反应釜9与电解电堆的正极电极35通过管路连接，管路上设有正极回液口16和正极进液口15，负极反应釜24与电解电堆的负极电极36通过管路连接，管路上设有负极回液口17和负极进液口18，通过正极驱动泵12和负极驱动泵13循环正负极液；电解电堆正极接线端19连接直流电源正极3，电解电堆负极接线端20连接直流电源负极4。
如图2所示，电解电堆14还包含正极集流板31、负极集流板32、正极电极35、负极电极36、隔膜34、液流框37和双极板33，以多单元串联的形式构成多组电解电堆14，所述电解电堆14的功率等级为0.5~300kw。
正极反应釜9反安装有正极温度检测传感器28、正极液位检测传感器27及正极电位检测传感器38，通过正极反应釜搅拌电机6驱动正极反应釜搅拌桨10工作；釜顶设有正极反应釜排气口8和正极反应釜加料口7，釜底设有正极反应釜出料口11。负极反应釜24反安装有负极温度检测传感器30、负极液位检测传感器29及负极电位检测传感器39；通过负极反应釜搅拌电机21驱动负极反应釜搅拌桨25工作，釜顶设有负极反应釜排气口23和负极反应釜加料口22，釜底设有负极反应釜出料口26，正、负极反应釜均为耐酸材质，包括钢衬或缠绕式，反应釜内壁为耐酸腐蚀塑料PP、PE、PTFE，反应釜外形为圆柱型、平底釜、圆底釜、落地式或三角支撑式。
正极驱动泵12和负极驱动泵13均为磁力泵，内衬四氟或PP防腐蚀，流量范围为5~80 m3/h，优选为10-50 m3/h。
电解电堆的隔膜34为以聚苯并噻唑、聚苯并咪唑、磺化聚乙烯、聚醚砜、磺化聚丙烯、聚酰亚胺、聚砜、全氟磺酸树脂、聚醚醚酮、全氟羧酸树脂或聚偏氟树脂为材料的隔膜中的一种；正极电极35为导电材料，材质为金属材料、碳材料、金属基复合材料的至少一种，其中金属材料包括不锈钢、钛、铁、钴、镍、铜、锌、铝中的至少一种，碳材料包括石墨毡、碳毡、石墨、玻璃碳、硼掺杂金刚石、活性炭、石墨烯、碳纤维、碳纳米管、碳海绵中的任意一种，金属基复合材料包括金属氧化物涂层材料、金属/碳复合材料、金属/纤维复合材料中的任意一种；负极电极36为导电材料，材质为碳材料、金属材料中的至少一种，其中金属材料包括不锈钢、钛、铁、钴、镍、铜、锌、铝中中的至少一种，碳材料包括石墨毡、碳毡、石墨、玻璃碳、硼掺杂金刚石、活性炭、石墨烯、碳纤维、碳纳米管、碳海绵中的任意一种。
实施例1
本实施例采用正、负极反应釜为钢衬PP，平底釜，落地式，机械搅拌，正、负极驱动泵流量为20 m3/h，电解电堆正极电极35为硼掺杂金刚石，负极电极36为碳毡，隔膜34为全氟磺酸树脂膜。在正、负极反应釜中，加入等体积的0.5mol/L的稀硫酸溶液，启动正、负极驱动泵循环；按产品需求计算正极反应釜9中加入V2O33和负极反应釜24中加入偏钒酸铵的量，保证二者的摩尔比为1:1（以V计算）；按所加含钒物质加入量计算电解所需时间，按产品需求补充所需硫酸；电解电堆14功率为100kW，电解电流为200A，工作温度为25℃；至电解结束后，可同时在正极反应釜9获得3.5价的硫酸体系钒电解液，在负极反应釜24也获得等量3.5价的硫酸体系钒电解液。
实施例2
本实施例采用正、负极反应釜为钢衬四氟，圆底釜，三角支撑式，空气搅拌，正、负极驱动泵流量为30 m3/h，电解电堆正极电极35为金属氧化物涂层材料，负极电极36为石墨，隔膜34为聚醚醚酮树脂膜。在正负极反应釜中，加入等体积的0.5mol/L的稀盐酸溶液，启动正、负极驱动泵循环；产品需求计算正极反应釜9中加入VCl3和负极反应釜24中加入多钒酸铵的量，保证二者的摩尔比为2:1（以V计算）；按所加含钒物质加入量计算电解所需时间，按产品需求补充所需盐酸；电解电堆14功率为80kW，电解电流为100A，工作温度为35℃；至电解结束后，可同时在正极反应釜9获得3.5价的氯化物体系钒电解液，在负极反应釜24则获得等量4价的氯化物体系钒电解液。
实施例3
本实施例采用正、负极反应釜为钢衬PE，圆底釜，三角支撑式，机械搅拌，正、负极驱动泵泵流量为40 m3/h，电解电堆正极电极35为金属/碳复合材料，负极电极36为碳海绵，隔膜34为聚苯并咪唑树脂膜。在正负极反应釜中，加入等体积的0.8mol/L的稀盐酸溶液，启动正、负极驱动泵循环；产品需求计算正极反应釜9中加入VCl2和负极反应釜24中加入五氧化二钒的量，保证二者的摩尔比为1:1（以V计算）；按所加含钒物质加入量计算电解所需时间，按产品需求补充所需盐酸；电解电堆14功率为180kW，电解电流为300A，工作温度为30℃；至电解结束后，可同时在正极反应釜9获得3价的氯化物体系钒电解液，在负极反应釜24则获得等量4价的氯化物体系钒电解液。
实施例4
本实施例采用正、负极反应釜为PP缠绕式，平底釜，落地式，机械搅拌，正、负极驱动泵流量为50 m3/h，电解电堆正极电极35为金属/纤维复合材料，负极电极36为石墨毡，隔膜34为聚酰亚胺树脂膜。在正负极反应釜中，加入等体积的0.6mol/L的稀硫酸溶液，启动正、负极驱动泵循环；产品需求计算正极反应釜9中加入VCl4和负极反应釜24中加入五价钒浸出液的量，保证二者的摩尔比为1:2（以V计算）；按所加含钒物质加入量计算电解所需时间，按产品需求补充所需盐酸；电解电堆14功率为110kW，电解电流为350A，工作温度为12℃；至电解结束后，可同时在正极反应釜9获得4.5价的硫酸体系钒电解液，在负极反应釜24则获得等量4.5价的硫酸体系钒电解液。
实施例5
本实施例采用正、负极反应釜为钢衬PP，圆底釜，三角支撑式，空气搅拌，正、负极驱动泵流量为60 m3/h，电解电堆正极电极35为锈钢，负极电极36为玻璃碳，隔膜34为聚砜树脂膜。在正负极反应釜中，加入等体积的0.8mol/L的稀盐酸溶液，启动正、负极驱动泵循环；产品需求计算正极反应釜9中加入VOSO4和负极反应釜24中加入偏钒酸铵的量，保证二者的摩尔比为2:1（以V计算）；按所加含钒物质加入量计算电解所需时间，按产品需求补充所需盐酸；电解电堆14功率为220kW，电解电流为200A，工作温度为15℃；至电解结束后，可同时在正极反应釜9获得4.5价的氯化物体系钒电解液，在负极反应釜24则获得等量4价的氯化物体系钒电解液。
实施例6
本实施例采用正、负极反应釜为钢衬PE，平底釜，落地式，空气搅拌，正、负极驱动泵流量为35 m3/h，电解电堆正极电极35为钛板，负极电极36为活性炭，隔膜34为全氟羧酸树脂膜。在正负极反应釜中，加入等体积的0.9mol/L的稀硫酸溶液，启动正、负极驱动泵循环；按产品需求计算正极反应釜9中加入VO和负极反应釜24中加入五氧化二钒的量，保证二者的摩尔比为1:1（以V计算）；按所加含钒物质加入量计算电解所需时间，按产品需求补充所需硫酸；电解电堆14功率为130kW，电解电流为260A，工作温度为18℃；至电解结束后，可同时在正极反应釜9获得3价的硫酸体系钒电解液，在负极反应釜24也获得等量4价的硫酸体系钒电解液。
实施例7
本实施例采用正、负极反应釜为钢衬四氟，平底釜，落地式，机械搅拌，正、负极驱动泵流量为25 m3/h，电解电堆正极电极35为锌板，负极电极36为碳纤维，隔膜34为聚偏氟树脂膜。在正负极反应釜中，加入等体积的0.7mol/L的稀硫酸溶液，启动正、负极驱动泵循环；按产品需求计算正极反应釜9中加入V2O3和负极反应釜24中加入VO2的量，保证二者的摩尔比为1:1（以V计算）；按所加含钒物质加入量计算电解所需时间，按产品需求补充所需盐酸；电解电堆14功率为170kW，电解电流为60A，工作温度为21℃；至电解结束后，可同时在正极反应釜9获得3.5价的混合酸体系钒电解液，在负极反应釜24也获得等量3.5价的混合酸体系钒电解液。
实施例8
本实施例采用正、负极反应釜为PP缠绕式，圆底釜，三角支撑式，机械搅拌，正、负极驱动泵流量为15 m3/h，电解电堆正极电极35为铝板，负极电极36为硼掺杂金刚石，隔膜34为聚乙烯树脂膜。在正负极反应釜中，加入等体积的0.4mol/L的稀磷酸液，启动正、负极驱动泵循环；按产品需求计算正极反应釜9中加入金属钒和负极反应釜24中加入VCl4的量，保证二者的摩尔比为1:3（以V计算）；按所加含钒物质加入量计算电解所需时间，按产品需求补充所需盐酸；电解电堆14功率为60kW，电解电流为100A，工作温度为14℃；至电解结束后，可同时在正极反应釜9获得3价的混合酸体系钒电解液，在负极反应釜24也获得等量2价的混合酸体系钒电解液。
Claims (4)
1.一种全价态可控的钒液流电池电解液生产系统，其特征在于，所述生产系统包含电解电堆、正极反应釜、负极反应釜、正极驱动泵、负极驱动泵、直流电源、正极溶液在线监控装置、负极溶液在线监控装置和管路：正极反应釜连接正极溶液在线监控装置，负极反应釜连接负极溶液在线监控装置；正极反应釜与电解电堆的正极通过管路连接，管路上设有正极回液口和正极进液口，负极反应釜与电解电堆的负极通过管路连接，管路上设有负极回液口和负极进液口，通过正极驱动泵和负极驱动泵循环正负极液；电解电堆的正极接线端连接直流电源正极，电解电堆的负极接线端连接直流电源负极。
2.根据权利要求1所述的一种全价态可控的钒液流电池电解液生产系统，其特征在于，所述电解电堆还包含正极集流板、负极集流板、正极电极、负极电极、隔膜、液流框和双极板，以多单元串联的形式构成多组电解电堆，所述电解电堆的功率等级为0.5~300kw。
3.根据权利要求1所述的一种全价态可控的钒液流电池电解液生产系统，其特征在于，正极反应釜和负极反应釜均为耐酸材质，包括钢衬或缠绕式，反应釜内壁为耐酸腐蚀塑料PP、PE或PTFE，反应釜外形为圆柱型、平底釜、圆底釜、落地式或三角支撑式，搅拌方式为机械搅拌或空气搅拌；反应釜安装有温度检测传感器、液位检测传感器及电位检测传感器；釜顶设有排气口和加料口，釜底设有出料口。
4.根据权利要求1所述的一种全价态可控的钒液流电池电解液生产系统，其特征在于，正极驱动泵和负极驱动泵均为内衬四氟或PP的磁力泵，流量范围为5~80 m3/h。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202321198910.6U CN219824380U (zh) | 2023-05-18 | 2023-05-18 | 一种全价态可控的钒液流电池电解液生产系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202321198910.6U CN219824380U (zh) | 2023-05-18 | 2023-05-18 | 一种全价态可控的钒液流电池电解液生产系统 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN219824380U true CN219824380U (zh) | 2023-10-13 |
Family
ID=88279156
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202321198910.6U Active CN219824380U (zh) | 2023-05-18 | 2023-05-18 | 一种全价态可控的钒液流电池电解液生产系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN219824380U (zh) |
-
2023
- 2023-05-18 CN CN202321198910.6U patent/CN219824380U/zh active Active
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Ding et al. | Electrochemical neutralization energy: from concept to devices | |
| CN105529473B (zh) | 储能液流电池用氧化石墨烯修饰的电极材料 | |
| KR101130575B1 (ko) | 바나듐 레독스 흐름 전지 스택을 이용한 난용성 ｖ２０５로 바나듐 전해질을 제조하는 방법 | |
| CN102468499A (zh) | 全钒液流电池废液的再生方法 | |
| CN107069066B (zh) | 一种全钒液流电池电解液及其配制方法 | |
| CN109292818A (zh) | 失效电解液制备高纯v2o5的方法 | |
| CN106257724B (zh) | 一种制备高纯钒电解液的系统及方法 | |
| CN104577173A (zh) | 利用五氧化二钒直接制备钒电池用电解液的方法 | |
| CN101792913A (zh) | 一种成对电解合成生产丁二酸和硫酸的方法 | |
| CN104638288A (zh) | 一种3.5价钒电解液的电化学制备方法 | |
| CN219824380U (zh) | 一种全价态可控的钒液流电池电解液生产系统 | |
| CN109461948A (zh) | 利用失效钒电池的负极电解液再生钒电解液的方法 | |
| CN205069768U (zh) | 一种高浓度全钒电解液的制备装置 | |
| KR102022447B1 (ko) | 촉매반응기를 이용한 바나듐 레독스 흐름전지용 고순도 전해액 제조 방법 | |
| CN212770997U (zh) | 一种制备钒电池电解液的电解装置 | |
| CN109360997A (zh) | 硫酸体系失效钒电解液的再生方法 | |
| CN109742433A (zh) | 一种全钒氧化还原液流电池电解液的制备方法 | |
| CN104638289A (zh) | 一种低价钒电解液的电化学制备装置 | |
| KR101514881B1 (ko) | 이차전지용 전해액 제조방법 | |
| CN114438514A (zh) | 一种以偏钒酸铵为原料的全钒液流电池电解液制备方法 | |
| CN106450400A (zh) | 一种全钒氧化还原液流电池 | |
| Liu et al. | A Comprehensive Comparison for Battery Cathode Leaching Processes | |
| WO2019206121A1 (zh) | 液流电池电解液的制备方法和制备装置 | |
| CN205081174U (zh) | 一种简易的全钒液流电池电解液生产装置 | |
| CN111020614A (zh) | 一种电解混合酸溶液回收磷酸的方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |