[发明专利]一种铁铬氧化还原电池电解液的制备方法及系统

说明书

本发明提供一种铁铬氧化还原电池电解液的制备方法及系统。所述制备方法包括操作：1)将水加入到反应容器中；2)将CrCl₃和盐酸在隔绝空气的条件下加入到所述反应容器中，在加氯化铬的过程中开启搅拌；3)待氯化铬全溶之后，再将氯化亚铁在隔绝空气的条件下加入到所述反应容器中，搅拌至氯化亚铁完全溶解。本发明提出的铁铬氧化还原电池电解液的制备方法，不需要加热、不添加助剂，流程简单、绿色环保，实现了高效低成本的电解液生产，提高铁铬液流电池的电池性能和容量。采用本发明配制方法生产的电解质溶液相对于现有技术的电解质溶液，铁‑铬液流电池性能明显提高。

技术领域

本发明属于储能技术领域，具体涉及一种电池的电解液制备方法及制备的系统。

背景技术

由于可再生能源发电存在间歇性和不稳定性，无法稳定供电。所以在开发这些可再生能源时，需要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。和现有的锂离子二次电池、铅酸电池相比，氧化还原液流电池的结构材料多数为碳材料、工程塑料等，价格低廉；电池可以做到极大的容量且安全有保证；因为电池的功率和容量互相独立设计，因此充放电、调解容量都十分灵活。因此氧化还原液流电池在风电调峰、太阳能发电配套储能、大功率动力电池领域有着广泛的应用。

氧化还原液流电池根据电对的不同，可分为全钒液流电池、锌溴液流电池、多硫化钠/溴液流电池、锌/镍液流电池、铁/铬液流电池、钒/多卤化物液流电池、锌/铈液流电池等。铁铬液流电池以Fe²⁺/Fe³⁺和Cr²⁺/Cr³⁺为氧化还原电对，充电时，正极发生Fe²⁺氧化反应，活性物质价态升高；负极发生Cr³⁺还原反应，活性物质价态降低；放电时则正极发生还原反应，活性物质价态降低；负极发生氧化反应，活性物质价态升高。铁铬液流电池正负极均为溶液，具有储能规模大、安全性高、循环寿命长、环境友好等优点，被认为是最有应用前景的液流电池储能技术。

电解液作为铁铬电池的储能介质，决定了铁铬电池的容量，也决定了铁铬电池储能系统的成本。但现有技术中，在配制电解液过程中需消耗能量对配制电解液所用纯水进行加热或加入还原剂(例如专利CN102884662A)，相应也增加了设备或原料成本。

发明内容

针对现有技术存在的不足之处，本发明的第一个目的是提出一种流程简单、高效、绿色环保、成本低的铁铬氧化还原液流电池电解液的制备方法，提高铁铬液流电池的电池性能和容量。

本发明的第二个目的是提供一种用于制备铁铬氧化还原电池电解液的系统。

实现本发明上述目的的技术方案为：

一种铁铬氧化还原电池电解液的制备方法，包括操作：

1)将水加入到反应容器中；

2)将氯化铬和盐酸在隔绝空气的条件下加入到所述反应容器中，在加氯化铬的过程中开启搅拌；

3)待氯化铬全溶之后，再将氯化亚铁在隔绝空气的条件下加入到所述反应容器中，搅拌至氯化亚铁完全溶解。

本申请的发明人在试验中发现，电解液内加入的EDTA能与亚铁离子和铬离子形成络合物，影响电解液的充放电，因此本制备方法不加EDTA等添加剂，改进了电解液的电化学性能。

其中，步骤1)所用水为电导率不超过1μS/cm的纯水；所述操作不需要加热。

其中，所述铁铬氧化还原电池电解液中，CrCl₃的浓度为1.0～1.6mol/L,每升电解液中加入氯化亚铁120～205克。

通常作为原料的氯化亚铁的是有结晶水的氯化亚铁，上述氯化亚铁的加入量需换算后再计量。通常作为原料的氯化铬的是有结晶水的氯化铬，其加入量需换算后再计量。