本发明涉及全钒液流电池技术领域，具体为一种增加五价钒离子溶解度的钒电池正极电解液。
背景技术：
全钒氧化还原液流电池因具有储能容量和功率可调、大电流无损深度放电、使用寿命长、操作维护简单、绿色环保等优点而倍受关注，近年来得到了很大的发展，正在逐步走向实用化。
钒电池正极初始溶液在一定的酸性条件下完成正极反应，经充电后得到五价钒离子溶液。因五价钒离子溶解度不大，高浓度的正极溶液在接近全充电态时，会析出红色多钒酸盐沉淀，可能会堵塞多孔电极表面，导致电池无法使用。
技术实现要素：
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种增加五价钒离子溶解度的钒电池正极电解液，以解决目前的全钒液流电池正极电解液，存在的高浓度活性物质五价钒离子在硫酸溶液中的溶解度较低的技术问题。
(二)技术方案
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种增加五价钒离子溶解度的钒电池正极电解液，包括以下重量份数配比的原料：由1.5～2mol/l的voso4和3～4mol/l的h2so4组成的混合溶液、由0.070～0.106mol/l的硫酸钠和0.086～0.163mol/l的丙三醇组成的混合助溶剂；
上述钒电池正极电解液的制备方法包括以下步骤：
步骤一：制备由1.5～2mol/l的voso4和3～4mol/l的h2so4组成的混合溶液；
步骤二：向上述制备的混合溶液中加入由0.070～0.106mol/l的硫酸钠和0.086～0.163mol/l的丙三醇组成的混合助溶剂，充分溶解后，转移至电解槽阴极室；将相等体积的3～4mol/l的h2so4加入到电解槽阳极室；
步骤三：在6a的电流下进行恒流电解，在电解槽阴极室内制备得到四价钒离子{ⅴ(ⅳ)}电解液；
步骤四：在1.7v电压下，对上述制备的四价钒离子{ⅴ(ⅳ)}电解液恒压充电，在正极得到血红色的五价钒离子{ⅴ(ⅴ)}电解液，即制备得到钒电池正极电解液。
进一步的，所述钒电池正极电解液包括：由2mol/l的voso4+3.5mol/l的h2so4组成的1l混合溶液、由10g的硫酸钠和15g的丙三醇组成的混合助溶剂。
进一步的，所述钒电池正极电解液包括：由1.5mol/l的voso4+3.5mol/l的h2so4组成的1l混合溶液、由12g的硫酸钠和12g的丙三醇组成的混合助溶剂。
进一步的，所述钒电池正极电解液包括：由1.5mol/l的voso4+4mol/l的h2so4组成的1l混合溶液、由14g的硫酸钠和8g的丙三醇组成的混合助溶剂。
(三)有益的技术效果
与现有技术相比，本发明具备以下有益的技术效果：
本发明通过在由1.5～2mol/l的voso4和3～4mol/l的h2so4组成的混合溶液中添加由0.070～0.106mol/l的硫酸钠和0.086～0.163mol/l的丙三醇组成的混合助溶剂，采用电解合成法制备得到钒电池正极电解液，该钒电池正极电解液中的五价钒离子ⅴ(ⅴ)溶解度为91～94％；
与对比例中制备出的钒电池正极电解液中的五价钒离子ⅴ(ⅴ)溶解度81％相比，取得了显著提高五价钒离子在硫酸溶液中的溶解度的技术效果；
从而解决了目前的全钒液流电池正极电解液，存在的高浓度活性物质五价钒离子在硫酸溶液中的溶解度较低的技术问题。
具体实施方式
实施例一：
钒电池正极电解液包括以下原料：由2mol/l的voso4+3mol/l的h2so4组成的1l混合溶液、由15g的硫酸钠和10g的丙三醇组成的混合助溶剂；
上述钒电池正极电解液的制备方法包括以下步骤：
步骤一：将v2o5在浓硫酸中加热活化，至溶液呈血红色粘稠状固体，待冷却后采用高纯去离子水定容至，制成由2mol/l的voso4+3mol/l的h2so4组成的1l混合溶液；
步骤二：向步骤一的混合溶液中加入由15g的硫酸钠和10g的丙三醇组成的混合助溶剂，充分溶解后，转移至电解槽阴极室；
之后，将相等体积的3mol/l的h2so4加入到电解槽阳极室；
步骤三：在6a的电流下进行恒流电解，搅拌速率为300r/min，电解达到终点，即制备得到四价钒离子{ⅴ(ⅳ)}电解液；
步骤四：将步骤三制备的ⅴ(ⅳ)电解液置于动态电池储液罐中，保持正负极电解液的体积和浓度相同，在1.7v电压下恒压充电，在正极得到血红色的五价钒离子{ⅴ(ⅴ)}电解液，在负极得到墨绿色的三价钒离子{ⅴ(ⅲ)}电解液，该ⅴ(ⅴ)电解液即钒电池正极电解液。
实施例二：
钒电池正极电解液包括以下原料：由2mol/l的voso4+3.5mol/l的h2so4组成的1l混合溶液、由10g的硫酸钠和15g的丙三醇组成的混合助溶剂；
上述钒电池正极电解液的制备方法包括以下步骤：
步骤一：将v2o5在浓硫酸中加热活化，至溶液呈血红色粘稠状固体，待冷却后采用高纯去离子水定容至，制成由2mol/l的voso4+3.5mol/l的h2so4组成的1l混合溶液；
步骤二：向步骤一的混合溶液中加入由10g的硫酸钠和15g的丙三醇组成的混合助溶剂，充分溶解后，转移至电解槽阴极室；
之后，将相等体积的3.5mol/l的h2so4加入到电解槽阳极室；
步骤三：在6a的电流下进行恒流电解，搅拌速率为200r/min，电解达到终点，即制备得到四价钒离子{ⅴ(ⅳ)}电解液；
步骤四：将步骤三制备的ⅴ(ⅳ)电解液置于动态电池储液罐中，保持正负极电解液的体积和浓度相同，在1.7v电压下恒压充电，在正极得到血红色的五价钒离子{ⅴ(ⅴ)}电解液，在负极得到墨绿色的三价钒离子{ⅴ(ⅲ)}电解液，该ⅴ(ⅴ)电解液即钒电池正极电解液。
实施例三：
钒电池正极电解液包括以下原料：由1.5mol/l的voso4+3.5mol/l的h2so4组成的1l混合溶液、由12g的硫酸钠和12g的丙三醇组成的混合助溶剂；
上述钒电池正极电解液的制备方法包括以下步骤：
步骤一：将v2o5在浓硫酸中加热活化，至溶液呈血红色粘稠状固体，待冷却后采用高纯去离子水定容至，制成由1.5mol/l的voso4+3.5mol/l的h2so4组成的1l混合溶液；
步骤二：向步骤一的混合溶液中加入由12g的硫酸钠和12g的丙三醇组成的混合助溶剂，充分溶解后，转移至电解槽阴极室；
之后，将相等体积的3.5mol/l的h2so4加入到电解槽阳极室；
步骤三：在6a的电流下进行恒流电解，搅拌速率为300r/min，电解达到终点，即制备得到四价钒离子{ⅴ(ⅳ)}电解液；
步骤四：将步骤三制备的ⅴ(ⅳ)电解液置于动态电池储液罐中，保持正负极电解液的体积和浓度相同，在1.7v电压下恒压充电，在正极得到血红色的五价钒离子{ⅴ(ⅴ)}电解液，在负极得到墨绿色的三价钒离子{ⅴ(ⅲ)}电解液，该ⅴ(ⅴ)电解液即钒电池正极电解液。
实施例四：
钒电池正极电解液包括以下原料：由1.5mol/l的voso4+4mol/l的h2so4组成的1l混合溶液、由14g的硫酸钠和8g的丙三醇组成的混合助溶剂；
上述钒电池正极电解液的制备方法包括以下步骤：
步骤一：将v2o5在浓硫酸中加热活化，至溶液呈血红色粘稠状固体，待冷却后采用高纯去离子水定容至，制成由1.5mol/l的voso4+4mol/l的h2so4组成的1l混合溶液；
步骤二：向步骤一的混合溶液中加入由14g的硫酸钠和8g的丙三醇组成的混合助溶剂，充分溶解后，转移至电解槽阴极室；
之后，将相等体积的4mol/l的h2so4加入到电解槽阳极室；
步骤三：在6a的电流下进行恒流电解，搅拌速率为200r/min，电解达到终点，即制备得到四价钒离子{ⅴ(ⅳ)}电解液；
步骤四：将步骤三制备的ⅴ(ⅳ)电解液置于动态电池储液罐中，保持正负极电解液的体积和浓度相同，在1.7v电压下恒压充电，在正极得到血红色的五价钒离子{ⅴ(ⅴ)}电解液，在负极得到墨绿色的三价钒离子{ⅴ(ⅲ)}电解液，该ⅴ(ⅴ)电解液即钒电池正极电解液。
对比例：
钒电池正极电解液包括以下原料：由1.5mol/l的voso4+3.5mol/l的h2so4组成的1l混合溶液；
上述钒电池正极电解液的制备方法包括以下步骤：
步骤一：将v2o5在浓硫酸中加热活化，至溶液呈血红色粘稠状固体，待冷却后采用高纯去离子水定容至，制成由1.5mol/l的voso4+3.5mol/l的h2so4组成的1l混合溶液；
步骤二：向步骤一的混合溶液转移至电解槽阴极室；
之后，将相等体积的3.5mol/l的h2so4加入到电解槽阳极室；
步骤三：在6a的电流下进行恒流电解，搅拌速率为300r/min，电解达到终点，即制备得到四价钒离子{ⅴ(ⅳ)}电解液；
步骤四：将步骤三制备的ⅴ(ⅳ)电解液置于动态电池储液罐中，保持正负极电解液的体积和浓度相同，在1.7v电压下恒压充电，在正极得到血红色的五价钒离子{ⅴ(ⅴ)}电解液，在负极得到墨绿色的三价钒离子{ⅴ(ⅲ)}电解液，该ⅴ(ⅴ)电解液即钒电池正极电解液。
性能测试：
五价钒离子ⅴ(ⅴ)的测定方法如下：
称取1.000g试样置于方瓷舟中再放入高温炉中，稍开炉门，升温到550℃并保持2h；取出冷却后，将试样移入50ml聚四氟乙烯烧杯中，加入10ml的h2so4(1+1)和5ml的hf，加热至试样完全分解，取下冷却将溶液移入盛有50ml的h2so4(1+1)、20ml的饱和h3bo3及5ml的h3po4(1+1)的400ml烧杯中，用水稀释至200ml，以fe2+标准溶液滴定v(v)；
采用上述方法对上述实施例与对比例中制备的五价钒离子{ⅴ(ⅴ)}电解液的五价钒离子ⅴ(ⅴ)浓度进行测试，测试结果见下表1。
表1