一種原位恢復(fù)電池容量的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及電池應(yīng)用及能量恢復(fù)領(lǐng)域，具體為一種在原位恢復(fù)電池容量的方法。以長期充放電使用后、容量衰減的釩電池正極電解液為原料，在其中添加有機(jī)、無機(jī)或其復(fù)合還原劑，與正極電解液中的五價(jià)釩離子發(fā)生還原反應(yīng)，使五價(jià)釩離子還原為四價(jià)釩離子，恢復(fù)電池容量。本發(fā)明通過在正極電解液中添加適當(dāng)比例的有機(jī)? 無機(jī)還原劑，解決電池運(yùn)行中的容量衰減的問題，實(shí)現(xiàn)電池電解液重復(fù)利用和回收。本發(fā)明工藝方法簡單、操作容易、原料易得，效果明顯。
【專利說明】
_種原位恢復(fù)電池容量的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及電池應(yīng)用及能量恢復(fù)領(lǐng)域，具體為一種在原位恢復(fù)電池容量的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]釩氧化還原液流電池，簡稱釩電池。是一種新型的電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)，與傳統(tǒng)的蓄電池相比，具有可快速、大容量充放電、自放電率低和電池結(jié)構(gòu)簡單等特點(diǎn)，它是滿氧化還原電對(duì)的硫酸溶液，它不僅是導(dǎo)電介質(zhì)，更是實(shí)現(xiàn)能量存儲(chǔ)的電活性物質(zhì)，是釩電池儲(chǔ)能及能量轉(zhuǎn)化的核心。鑰I電池的工作原理為充電過程中正極銀價(jià)態(tài)從4價(jià)氧化到5價(jià)，負(fù)極銀價(jià)態(tài)從3價(jià)還原到2價(jià)。放電為上述過程的可逆過程，隨著釩電池充放電次數(shù)的增加，副反應(yīng)不斷發(fā)生，正極電解液中的釩離子主要為5價(jià)，負(fù)極電解液中的釩離子主要為3價(jià)，導(dǎo)致正負(fù)極電解液價(jià)態(tài)失衡，電池?zé)o法充放電。目前，還沒有關(guān)于處理釩電池電解液失衡和恢復(fù)其容量的文獻(xiàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種恢復(fù)電池容量的方法，解決電池運(yùn)行中的容量衰減的問題，實(shí)現(xiàn)電池電解液重復(fù)利用和回收。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案為:
一種原位恢復(fù)電池容量的方法，以長期充放電使用后、容量衰減的釩電池正極電解液為原料，在其中添加有機(jī)、無機(jī)或其復(fù)合還原劑，與正極電解液中的五價(jià)釩離子發(fā)生還原反應(yīng)，使五價(jià)釩離子還原為四價(jià)釩離子，恢復(fù)電池容量;其中，待處理釩電池正極電解液釩濃度0.l~3mol/L0
[0005]所述的原位恢復(fù)電池容量的方法，有機(jī)還原劑包括以下一種或兩種以上:羧酸類、醛類、醇類、不飽和烴類;無機(jī)還原劑包括以下一種或兩種以上:亞硫酸鹽、焦硫酸鹽、硫化物、金屬、金屬氧化物、多價(jià)態(tài)金屬的鹽。
[0006]所述的原位恢復(fù)電池容量的方法，有機(jī)還原劑為以下一種或兩種以上:甲酸、乙酸、乙二酸、甲醛、乙醛、甲醇、乙醇、甘油、乙烯、丙烯、I，3_ 丁二烯;無機(jī)還原劑為以下一種或兩種以上:焦硫酸鈉、焦硫酸鉀、亞硫酸鈉、亞硫酸鉀、鐵、三氧化二釩、三氯化釩。
[0007]所述的原位恢復(fù)電池容量的方法，還原劑采用復(fù)合還原劑或單一還原劑，其復(fù)合還原劑中，有機(jī)還原劑與無機(jī)還原劑的質(zhì)量比例為(I: 1)-(1: 4)。
[0008]所述的原位恢復(fù)電池容量的方法，在反應(yīng)進(jìn)行過程中，電池進(jìn)行充放電運(yùn)行，需要電池的正極電解液液流循環(huán)。
[0009]所述的原位恢復(fù)電池容量的方法，待處理電解液的五價(jià)釩量與還原劑的摩爾比例為(2: IMl: 3)0
[0010]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn):1、本發(fā)明通過在正極電解液中添加適當(dāng)比例的有機(jī)-無機(jī)還原劑，能解決電池容量下降后的恢復(fù)再生問題，不需要額外設(shè)備，采用化學(xué)還原的方法，在常壓下進(jìn)行，工藝簡單，操作容易，原料易得，可以明顯恢復(fù)電池的容量，一次恢復(fù)反應(yīng)可恢復(fù)電池容量到其初始容量的85%。2、本發(fā)明化學(xué)試劑用量少，減少二次污染危險(xiǎn)，且不使用二氧化硫，硫化氫等有毒氣體，環(huán)境污染小。3、本發(fā)明耗能低，節(jié)約能源，且經(jīng)處理后的電解液性狀穩(wěn)定。4、本發(fā)明所采用的有機(jī)、無機(jī)或其復(fù)合還原劑，其主要成分均為環(huán)境友好型物質(zhì)，不會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生有害影響，符合釩電池的綠色環(huán)保的特征，并且用量低，對(duì)成本控制不會(huì)造成較大影響。
【具體實(shí)施方式】
[0011]實(shí)施例1
以失去95%容量的釩電池正極電解液為原料，其中正極電解液中五價(jià)釩離子為1.34moI/L，四價(jià)f凡離子為0.06moI/L，正極電解液體積為11Oml。在電解液流動(dòng)過程中，在正極儲(chǔ)液罐加入乙二酸9克。反應(yīng)16小時(shí)后，電池容量恢復(fù)到原容量的85.3%。恢復(fù)后的電解液經(jīng)充放電測試，庫倫效率92.5%、能量效率79%、電壓效率73%。
[0012]實(shí)施例2
以失去50%容量的釩電池正極電解液為原料，其中正極電解液中五價(jià)釩離子為
0.6mol/L，四價(jià)f凡離子為0.6mol/L，正極電解液體積為I1ml。在電解液流動(dòng)過程中，在正極加儲(chǔ)罐入乙二酸5克。反應(yīng)9小時(shí)后，電池容量恢復(fù)到原容量的87.1%?；謴?fù)后的電解液經(jīng)充放電測試，庫倫效率93%、能量效率77%、電壓效率71.1%。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種原位恢復(fù)電池容量的方法，其特征在于，以長期充放電使用后、容量衰減的釩電池正極電解液為原料，在其中添加有機(jī)、無機(jī)或其復(fù)合還原劑，與正極電解液中的五價(jià)釩離子發(fā)生還原反應(yīng)，使五價(jià)釩離子還原為四價(jià)釩離子，恢復(fù)電池容量;其中，待處理釩電池正極電解液釩濃度0.1?3mol/L。2.按照權(quán)利要求1所述的原位恢復(fù)電池容量的方法，其特征在于，有機(jī)還原劑包括以下一種或兩種以上:羧酸類、醛類、醇類、不飽和烴類;無機(jī)還原劑包括以下一種或兩種以上:亞硫酸鹽、焦硫酸鹽、硫化物、金屬、金屬氧化物、多價(jià)態(tài)金屬的鹽。3.按照權(quán)利要求2所述的原位恢復(fù)電池容量的方法，其特征在于，有機(jī)還原劑為以下一種或兩種以上:甲酸、乙酸、乙二酸、甲醛、乙醛、甲醇、乙醇、甘油、乙烯、丙烯、I，3- 丁二烯;無機(jī)還原劑為以下一種或兩種以上:焦硫酸鈉、焦硫酸鉀、亞硫酸鈉、亞硫酸鉀、鐵、三氧化二釩、三氯化釩。4.按照權(quán)利要求2或3所述的原位恢復(fù)電池容量的方法，其特征在于，還原劑采用復(fù)合還原劑或單一還原劑，其復(fù)合還原劑中，有機(jī)還原劑與無機(jī)還原劑的質(zhì)量比例為(I: I)?(I: 4)05.按照權(quán)利要求1所述的原位恢復(fù)電池容量的方法，其特征在于，在反應(yīng)進(jìn)行過程中，電池進(jìn)行充放電運(yùn)行，需要電池的正極電解液液流循環(huán)。6.按照權(quán)利要求1所述的原位恢復(fù)電池容量的方法，其特征在于，待處理電解液的五價(jià)釩量與還原劑的摩爾比例為(2: 1)~(1: 3)。7.按照權(quán)利要求1所述的原位恢復(fù)電池容量的方法，其特征在于，還原反應(yīng)時(shí)間為8-48小時(shí)。
【文檔編號(hào)】H01M10/42GK106099223SQ201610542653
【公開日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年7月11日
【發(fā)明人】丁建峰
【申請(qǐng)人】無錫市華東電力設(shè)備有限公司