[发明专利]一种高浓度锌钒氧化还原电池

权利要求书

1.一种高浓度锌钒氧化还原电池，其特征是以钒离子电解液作正极活性物，以锌和锌离子电解液作负极活性物所组成锌钒氧化还原电池，电池在标准状态下的平衡电势为1.76V，在充电状态下的开路电压为1.7-2.0V，所述的用于氧化还原电池的钒离子电解液，钒离子主要以五价和四价(V(I)、V(IV))价态存在，总钒浓度可以达到4.0mol/L，所述的钒离子电解液电解液，采用无机酸或有机酸为溶剂，也可用上述无机酸和有机酸的混合酸为溶剂，所述无机酸是硫酸或硝酸，所述有机酸是甲基磺酸或氨基磺酸。

2.根据权利要求1所述的高浓度锌钒氧化还原电池，其特征锌和锌离子电解液，锌离子为Zn(II)，与锌组成氧化还原对Zn(II)/Zn。

3.根据权利要求1所述的一种高浓度锌钒氧化还原电池，其特征是锌离子电解液的添加剂，在电解液中加入β-萘酚聚氧乙烯醚，锌沉积溶出的性能好，同时可抑制析氢，提高电流效率。

4.根据权利要求1所述高浓度锌钒氧化还原电池，其特征是电解液为液流类型的，也可是非液流类型的。

5.根据权利要求1所述的一种高浓度锌钒氧化还原电池，其特征VO(SA)₂的配制：称取适量甲基磺酸与V₂O₅。。将甲基磺酸置于小烧杯中加适量蒸馏水，将V₂O₅加入到溶液中，逐步添加草酸，直至V₂O₅溶解完全。可配置高达4.5mol/L的VO(SA)₂溶液；

配制步骤：

①称取V₂O₅ 41.0g；

②取有机酸于250ml烧杯中加少量蒸馏水； 

③将称好的V₂O₅全部加入②烧杯中；

④添加草酸边搅拌，直至V₂O₅溶解完全；

⑤加蒸馏水定容到100ml.即得。

6.根据权利要求1所述的一种高浓度锌钒氧化还原电池其特征，负极硫酸锌电解液制备：取107.84gZnSO₄·7H₂O于烧杯中，取一定量的蒸馏水使其溶解，加入骨胶0.01g，加入硫脲使其在溶液中的含量为1wt％。移入于250mL容量瓶中，加入蒸馏水中定容，静置，得到1.5mol·L^-1硫酸锌溶液。

7.根据权利要求1所述的高浓度锌钒氧化还原电池其特征负极液添加剂(β-萘酚聚氧乙烯醚)的制备：取56.96gβ-萘酚和100mL环氧乙烷于FDK-高压釜控制器中，再于40℃-50℃下加1.58gNaOH，滴加4mL98％的浓H₂SO₄，然后加7.74mL 50％H₂SO₄于高压釜中，在40℃-50℃下搅拌反应5小时，得到目标产物β-萘酚聚氧乙烯醚。反应完全后，将其抽滤，然后重结晶，烘干，备用。

8.根据权利要求1所述的高浓度锌钒氧化还电池其特征Zn-V电池制备，电池以阳离子交换膜将正负极腔隔开，正极材料为碳毡，负极为锌片，正极液为3mol/L VO(SA)₂；负极液为1mol/L Zn(SA)₂，充放电电流160mA，充放电时间：1小时.最高充电压为2.6V，最高放电压达1.7V，在一循环内1V以上放电时间可达48min.，0.1V以上放电时间可达56min.。