[发明专利]一种全钒电解液的酸根检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及材料测量技术领域，特别涉及一种全钒液流电池电解液的阴离子间接检测方法。 

技术背景

钒电池作为一种新兴的储能电池，近几年在新能源领域得到广泛应用。电解液作为主要的储能介质，是钒电池的主要组成部分。酸根浓度会影响溶液的稳定性，粘度，电导率，最终影响电池的效率，因此需要准确的测定溶液的酸根浓度，以便于及时进行调节。 

在钒电解液生产过程中，快速有效的检测溶液的酸根浓度，对于大规模大批量生产钒电池电解液具有现实的意义。 

现有的硫酸根检测方法，使用氯化钡为沉淀剂，沉淀得到硫酸钡，高温煅烧，冷却称重。由于该方法耗时长，且操作步骤繁多，测量方法误差较大，不能够及时的反馈结果。氯离子、硝酸根的检测，传统的方法由于受到钒溶液颜色影响，指示剂变色无法准确读取，检测数据稳定性较差，若使用离子选择电极测定，但同样存在误差较大，成本较高的问题。 

钒电池电解液中主要存在四种钒离子，V²⁺，V³⁺，VO²⁺，VO₂⁺中的一种或两种，其中任意两个相邻价态的钒离子可以存在同一溶液中，不相邻钒离子之间会发生氧化还原反应，最终得到中间价态的钒离子，所以，电解液中只可能存在两种价态相邻的钒离子。 

EDTA-2Na(乙二胺四乙酸二钠)作为中常用的络合剂，在分析化学中广泛的应用。其主要的特点是使用其自身的两个羧酸络合金属阳离子，同时释放出氢离子。EDTA-2Na与钒的络合比为1:1，与钒的价态无关，只与钒本身有关。 

因此，本发明利用上述有关技术特点，设计了一种快速检测钒电池电解液酸根浓度的方法。 

发明内容

为了克服现有方案在钒电池的电解液酸根检测，特别是硫酸根重量法检测速度较慢，人工操作较多，重复性差的缺点，本发明提出了一种基于酸碱滴定的检测方法。主要步骤如下： 

(1)使用高锰酸钾氧化还原电位滴定法，测定溶液的全钒含量C_V，各种价态钒离子的浓度(C_V2，C_V3+，C_V4，C_V5)； 

(2)取原液V₀ml，加入钒物质量的1.2-1.5倍的EDTA-2Na溶液，络合钒离子； 

(3)使用酸碱电极滴定法，以已知浓度C_NaOH的氢氧化钠溶液，滴定钒溶液，至第一个电位突越结束，得到氢氧化钠消耗体积V_NaOH； 

(4)计算得到酸根浓度C_anion。 

发明优点 

本发明使用络合剂络合钒，使用酸碱滴定电极，以氢氧化钠滴定溶液，得出氢离子浓度，再计算得到酸根浓度。方法简单，测定速度快，成本低，特别适合于钒电池电解液生产调试过程的酸根检测。 

实施例

将在以下内容中详细说明检测方法的应用。 

实施例1 

取已知V浓度为1.6mol/l，V³⁺0.8mol/l的含硫酸根电解液0.5ml（其余V离子为VO²⁺），加入7ml 50g/l的EDTA-2Na溶液，加水至100ml，使用梅特勒-托利多T50，酸碱滴定电极，以0.5037mol/l的氢氧化钠溶液作为单突越滴定溶液，消耗溶液7.5ml，可计算得到溶液的硫酸根浓度为：