[发明专利]一种液流电池专用胶体电解液的制备方法

说明书

本发明公开了一种液流电池专用胶体电解液的制备方法，属于电池材料技术领域。本发明先将苯胺和水搅拌溶解后，加入双氧水和生物酶，更稳搅拌反应后，过滤，洗涤和干燥，得低分子量聚苯胺；随后将氧化石墨烯分散于溶剂中，并于恒温搅拌状态下缓慢加入低分子量聚苯胺，恒温密闭搅拌反应后，过滤，洗涤和干燥，得插层改性氧化石墨烯；再将插层改性氧化石墨烯和无水乙醇混合分散后，再加入硅酸酯和硬脂酸，加热搅拌反应后，减压浓缩，得浓缩液；最终将浓缩液。硫酸铜溶液和硫酸溶液按比例混合，即得液流电池专用胶体电解液。本发明技术方案制备的液流电池专用胶体电解液具有优异大电流放电性能以及初始容量的特点。

技术领域

本发明公开了一种液流电池专用胶体电解液的制备方法，属于电池材料技术领域。

背景技术

当前，环境污染和能源紧缺问题严重，新能源由于其可作为不可再生能源的补充以及可以有效的降低环境污染，它的开发和利用受到越来越高的关注，支持重点放在煤基清洁燃料、风能、太阳能、智能电网等主要领域的新能源产业上，但是风能、太阳能等可再生能源发电系统不稳定、不连续，无法进行稳定供电，所以在开发利用这些可再生能源过程中，很重要的核心环节就是发展大规模的电力储能系统，来实现电网的调峰填谷、缓和电力供需矛盾。现在储能技术主要有物理储能、电磁储能和化学储能，由于物理储能能量效率转化率低、电磁储能技术昂贵等缺点，当前比较有应用前景的是化学储能，现在研究比较多的化学储能系统有：镇镉电池、铅酸电池、锂离子电池、液流电池等。但适合大规模固定储能的理想装置是液流电池，与其他储能技术相比，液流储能具有如下优点：其一，规模大。通过改变储槽中电解液的量，能够满足太阳能、风能发电过程大规模储能需求；通过调整电池堆中正负半电池的对数和电极面积，满足额定放电功率。因此可以根据不同的实际情况设计电堆；其二，寿命长。由于活性物质存在于电解液中，所以在充放电过程中不会发生电池材料的形貌变化以及活性物质脱落所导致的容量损失问题，理论上可以进行无限次任意程度的充放电循环，延长电池的使用寿命。其三，成本低。液流电池关键部件多为比较廉价的材料，具有较强的市场竞争力。综合各种化学储能电池，液流电池由于其自身显著的优点成为大型储电的最佳储能设备。

而传统的液流电池采用的胶体电解液在制备时，直接添加气相二氧化硅导致的胶体电池内阻相对较大，引起电池产品的大电流放电性能以及初始容量下降的弊端，因此，如何液流电池专用胶体电解液使发挥更好的性能成为了本技术领域亟待解决的技术问题之一。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是：针对传统液流电池采用的胶体电解液在制备时，直接添加气相二氧化硅导致的胶体电池内阻相对较大，引起电池产品的大电流放电性能以及初始容量下降的弊端，提供了一种液流电池专用胶体电解液的制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种液流电池专用胶体电解液的制备方法，具体制备步骤为：

（1）按重量份数计，依次取8～10份苯胺，30～40份双氧水，200～300份水，0.06～0.08份生物酶，先将苯胺和水加热搅拌溶解后，降温至35～40℃，再加入双氧水和生物酶，恒温搅拌反应后，过滤，洗涤和干燥，得低分子量聚苯胺；

（2）按质量比为1：10～1：20将氧化石墨烯分散于溶剂中，再于恒温搅拌状态下，缓慢加入氧化石墨烯质量0.1～0.2倍的低分子量聚苯胺，待加入完毕后，恒温密闭搅拌反应8～12h后，过滤，洗涤和干燥，得插层改性氧化石墨烯；

（3）按重量份数计，依次取20～30份插层改性氧化石墨烯，60～80份硅酸酯，8～10份硬脂酸，200～300份无水乙醇，先将插层改性氧化石墨烯和无水乙醇混合分散后，再加入硅酸酯和硬脂酸，加热搅拌反应后，减压浓缩，得浓缩液；

（4）按重量份数计，依次取40～60份硫酸铜溶液，40～60份硫酸溶液，8～10份浓缩液，高速剪切后，真空脱泡，即得液流电池专用胶体电解液。