[发明专利]一种用于降低电池材料沉积的全钒液流电池电解液及其制备方法

权利要求书

1.一种用于降低电池材料沉积的全钒液流电解液，其包含钒离子作为活性物质，其特征在于，在电池反应期间参与沉淀生成的杂质元素离子浓度满足以下条件：

电解液中存在以下一种或一种以上同族杂质元素，满足以下条件：

(1)IA主族：Li+Na+K+Rb800mg/L,且其中任一元素200mg/L；

(2)IIA主族：Be+Mg+Ca+Sr+Ba300mg/L,且其中任一元素60mg/L；

(3)IIIA主族：B+Al+Ga450mg/L，且其中任一元素150mg/L；

(4)IVB副族：Ti100mg/L；

(5)IIB副族：Zn+Cd+Hg100mg/L，且其中任一元素30mg/L；

(6)VIII副族：Ni+Co+Fe200mg/L，且其中任一元素60mg/L。

2.一种用于降低电池材料沉积的全钒液流电解液，其特征在于，电解液中存在不同族杂质元素，所述参与沉淀生成的杂质元素离子浓度满足以下其中一项条件：

(1)含有IA主族和IIA主族元素，元素离子浓度总和850mg/L：且IA主族中任一元素150mg/L；且IIA主族中任一元素50mg/L；

(2)含有IIIA主族、IVB副族和IIB副族：元素离子浓度总和560mg/L，且IIIA主族其中任一元素120mg/L，Ti100mg/L，IIB副族其中任一元素30mg/L；

(3)含有IIA主族、IIIA主族和VIII副族：元素离子浓度总和650,IIA主族其中任一元素50mg/L，IIIA主族其中任一元素120mg/L，VIII副族其中任一元素60mg/L；

(4)含有IA主族、IIA主族、IIB副族和VIII副族：元素离子浓度总和1200,且IA主族其中之一150mg/L，IIA主族其中任一元素50mg/L，IIB副族其中任一元素30mg/L，VIII副族其中任一元素60mg/L。

3.根据权利要求1或2所述一种用于降低电池材料沉积的全钒液流电解液，其特征在于，电解液体系为盐酸体系、硫酸体系、盐酸与硫酸混酸体系中的一种。

4.一种用于降低电池材料沉积的全钒液流电解液的制备方法，其特征在于，所述的电解液的制备方法为煅烧还原+电解法和化学还原+电解法两种中的一种。

5.根据权利要求4所述的一种用于降低电池材料沉积的全钒液流电解液的制备方法，其特征在于，煅烧还原+电解法包括以下步骤：将原料偏钒酸铵和NH₃在温度为500-900℃条件下煅烧，反应完成将物料降温至50℃以下，对反应产物进行第一次洗涤与过滤；V₂O₄粉末加入质量浓度为10-15％的硫酸或质量浓度为20-25％的盐酸其中的一种进行混合，加热、搅拌30分钟，第二次过滤后得到含有硫酸的硫酸氧钒水溶液或含有盐酸的氯氧钒水溶液中的一种；将配制好的电解液打入电解系统的负极储罐，设置电解电流进行电解还原，得到价态为3.5价的电解液。

6.根据权利要求5所述的一种用于降低电池材料沉积的全钒液流电解液的制备方法，其特征在于，硫酸氧钒水溶液中的硫酸质量浓度为10％，氯氧钒水溶液中的盐酸质量浓度为25％。

7.根据权利要求4所述的一种用于降低电池材料沉积的全钒液流电解液的制备方法，其特征在于，化学还原+电解法包括以下步骤：V₂O₅物料中加入质量浓度为10-15％的硫酸或质量浓度为20-25％盐酸其中的一种，搅拌60分钟；加入草酸、乙醇或糖类中的一种；过滤后通入电解系统的负极储罐进行电解还原，直至负极电解液达到3.5价，再次过滤得到电解液。

8.根据权利要求5、6或7所述的一种用于降低电池材料沉积的全钒液流电解液的制备方法，其特征在于，所述的3.5价的电解液为3价与4价钒离子各占50％摩尔浓度含量的电解液。