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专利号: 2023111463985
申请人: 宜春江理锂电新能源产业研究院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种稀土液流电池的电解液,其特征在于,包括:

正极电解液和负极电解液,正极电解液的活性物质选自第一镧系金属元素,负极电解液的活性物质选自第二镧系金属元素;

正极电解液的第一镧系金属元素发生充电电化学反应时,第一镧系金属元素的化合价由三价变为四价,发生放电电化学反应时,第一镧系金属元素的化合价由四价变为三价;

负极电解液的第二镧系金属元素发生充电电化学反应时,第二镧系金属元素的化合价由三价变为二价,发生放电电化学反应时,第二镧系金属元素的化合价由二价变为三价;

第一镧系金属元素选自Ce、Pr、Tb、Dy中的至少一种;第二镧系金属元素选自Sm、Eu、Tm、Yb中的至少一种;

正极电解液中还包含第二镧系金属元素,每种第二镧系金属元素浓度为0.02‑6.0M;

和/或,负极电解液中还包含第一镧系金属元素,每种第一镧系金属元素浓度为0.02‑6.0M;

正极电解液中所含的每种第一镧系金属元素的浓度均为0.02‑6.0M;

负极电解液中所含的每种第二镧系金属元素的浓度均为0.02‑6.0M。

2.根据权利要求1所述的电解液,其特征在于,正极电解液包括第一镧系金属元素、第一类酸,以及0‑0.5wt%聚丙烯酰胺和/或0‑0.5wt%聚丙烯酸;正极电解液中氢离子浓度为

0.02‑10M;

负极电解液包括第二镧系金属元素、第二类酸、0‑0.25M锌离子、0‑2.0M NaHSO3、0‑2.0 M NaHSO4、0‑2.0M Na2S2O4;负极电解液中氢离子浓度为0.02‑10M。

3.根据权利要求1‑2任一项所述正极电解液的制备方法,其特征在于,包括:步骤S1、称取第一镧系金属的盐,以及第二镧系金属的氧化物,并加入一定量的水中;

步骤S2、向步骤S1得到的溶液中加入第一类酸,并充分搅拌;任选的,还加入聚丙烯酰胺和/或聚丙烯酸;

步骤S3、加入余量的水定容。

4.根据权利要求1‑2任一项所述负极电解液的制备方法,其特征在于,包括:步骤S1’、称取第二镧系金属的氧化物,以及第一镧系金属的盐,并加入一定量的水中;

步骤S2’、向步骤S1’得到的溶液中加入第二类酸,并充分搅拌;任选的,还加入锌盐、NaHSO3、NaHSO4、Na2S2O4中的至少一种;

步骤S3’、加入余量的水定容。

5.根据权利要求3或4所述的方法,其特征在于,第一镧系金属的盐为碳酸盐;锌盐为氯化锌;第一类酸选自硝酸、甲基磺酸、三氟甲基磺酸、三氟乙酸中的至少一种;第二类酸选自盐酸或硫酸或甲基磺酸或三氟甲基磺酸或乙酸或三氟乙酸中的至少一种。

6.一种稀土液流电池,其特征在于,包括:负极、负极电解液、正极、正极电解液和离子交换膜;

正极电解液为权利要求1‑2中任一项所述的正极电解液,或权利要求3、5任一项所述方法制备得到的正极电解液;

负极电解液为权利要求1‑2中任一项所述的负极电解液,或权利要求4‑5任一项所述方法制备得到的负极电解液;

离子交换膜把电池单体分隔为正极室和负极室,正极在正极室中,负极在负极室中。

7.根据权利要求6所述的稀土液流电池,其特征在于,将多个稀土液流电池单体联成电堆。

8.根据权利要求6‑7任一项所述的电池,其特征在于,正极电解液置于正极罐中,正极室通过第一电解液导管与正极罐、第一泵连成回路,正极电解液在该回路中循环流动;

负极电解液置于负极罐中,负极室通过第二电解液导管与负极罐、第二泵连成回路,负极电解液在该回路中循环流动。

9.根据权利要求6‑8任一项所述的电池在储能领域的应用。