一种碱性全铁液流电池中电堆微量窜液处理方法与流程

本发明属于液流电池技术，具体涉及一种碱性全铁液流电池中电堆微量窜液处理方法。

背景技术：

1、液流电池是一种将正、负极电解液分开、并各自循环的高性能蓄电池。根据电解液的不同，液流电池可以分为：全钒液流电池、铁铬液流电池、锌溴液流电池、多硫化钠/溴液流电池、锌/镍液流电池、碱性全铁液流电池等。

2、液流电池系统的核心之一是电堆，电堆是由数十节进行氧化-还原反应和实现充、放电过程的单电池按特定要求串联而成的；每个单电池各自密封，正、负极电解液之间采用隔膜隔开。现有技术中，由于单电池密封效果受到结构设计、材料耐用性及加工精度等问题的影响，正、负极电解液可能会在单电池内部发生窜液。

3、碱性全铁液流电池使用speek膜或全氟磺酸型nafion系列膜作为隔膜，负极电解液的溶质为含有铁离子的络合物，正极电解液的溶质为含有铁氰化物或亚铁氰化物。当正负极电解液发生窜液后，电堆内阻上升、容量衰减、电池循环寿命下降。

技术实现思路

1、申请人发现碱性全铁液流电池正、负极电解液窜液后，在隔膜上形成氢氧化铁沉淀，对电池隔膜造成了严重的污染，因而导致了电堆内阻上升、容量衰减、电池循环寿命下降。为了解决该问题，本发明提供一种碱性全铁液流电池中电堆微量窜液处理方法，以运行后窜液的电池或电堆为恢复对象，排出电解液后，向电池或电堆内通入酸液进行酸洗，使fe(oh)3沉淀分解，fe3+与残留的正极电解液生成fe4[fe(cn)6]3沉淀，然后向电池或电堆内通入碱液进行碱洗，使fe4[fe(cn)6]3沉淀溶解，并排出溶解物，从而恢复电池/电堆的容量和效率。

2、本发明提供的技术方案具体如下：

3、本发明提供了一种碱性全铁液流电池中电堆微量窜液处理方法，包括：

4、排出电解液；

5、向电堆或电池内通入酸液进行酸洗，使fe(oh)3沉淀溶解生成fe3+，fe3+与残留的正极电解液生成fe4[fe(cn)6]3沉淀；

6、排出酸液和未反应的fe3+；

7、向电堆或电池内通入碱液进行碱洗，使fe4[fe(cn)6]3沉淀溶解，并排出溶解物。

8、在本发明提供的一些实施方式中，酸液为硫酸、盐酸、硝酸中的一种或多种。

9、作为上述技术方案的优选，酸液的浓度为0.5m-1m。

10、在本发明提供的一些实施方式中，碱液为naoh溶液、koh溶液、磷酸三钠中的一种或多种。

11、作为上述技术方案的优选，碱液的浓度为为0.5m-1m。

12、在本发明提供的一些实施方式中，排出电解液后向电堆或电池内通水清洗7-12min。

13、作为上述技术方案的优选，向电堆或电池内通入酸液进行酸洗，直至排出液的ph与通入的酸液ph一致。

14、作为上述技术方案的优选，酸洗之后向电堆或电池内通水清洗，直至排出液ph呈中性。

15、作为上述技术方案的优选，向电堆或电池内通入碱液直至排出液中铁离子浓度低于1×10-3m停止通碱液。

16、作为上述技术方案的优选，碱洗之后向电堆或电池内通水清洗，直至排出液ph呈中性。

17、本发明具有以下有益效果：

18、本发明提供的碱性全铁液流电池中电堆微量窜液处理方法通过先酸洗再碱洗的方法除去电池隔膜上的氢氧化铁沉淀，解决了碱性全铁液流电池因正、负极电解液窜液导致的内阻上升、容量衰减、电池循环寿命下降的问题。

技术特征：

1.一种碱性全铁液流电池中电堆微量窜液处理方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的碱性全铁液流电池中电堆微量窜液处理方法，其特征在于：所述酸液为硫酸、盐酸、硝酸中的一种或多种。

3.根据权利要求1或2所述的碱性全铁液流电池中电堆微量窜液处理方法，其特征在于：所述酸液的浓度为0.5m-1m。

4.根据权利要求1所述的碱性全铁液流电池中电堆微量窜液处理方法，其特征在于：所述碱液为naoh溶液、koh溶液、磷酸三钠溶液中的一种或多种。

5.根据权利要求1或4所述的碱性全铁液流电池中电堆微量窜液处理方法，其特征在于：所述碱液的浓度为0.5m-1m。

6.根据权利要求1所述的碱性全铁液流电池中电堆微量窜液处理方法，其特征在于：排出电解液后向电堆或电池内通水清洗7-12min。

7.根据权利要求1所述的碱性全铁液流电池中电堆微量窜液处理方法，其特征在于：向电堆或电池内通入酸液进行酸洗，直至排出液的ph与通入的酸液ph一致。

8.根据权利要求1所述的碱性全铁液流电池中电堆微量窜液处理方法，其特征在于：酸洗之后向电堆或电池内通水清洗，直至排出液ph呈中性。

9.根据权利要求1所述的碱性全铁液流电池中电堆微量窜液处理方法，其特征在于：向电堆或电池内通入碱液直至排出液中铁离子浓度低于1×10-3m停止通碱液。

10.根据权利要求1所述的碱性全铁液流电池中电堆微量窜液处理方法，其特征在于：碱洗之后向电堆或电池内通水清洗，直至排出液ph呈中性。

技术总结
本发明涉及一种碱性全铁液流电池中电堆微量窜液处理方法，该方法包括：排出电解液；向电堆或电池内通入酸液进行酸洗，使Fe(OH)<subgt;3</subgt;沉淀溶解生成Fe<supgt;3+</supgt;，Fe<supgt;3+</supgt;与残留的正极电解液生成Fe<subgt;4</subgt;[Fe(CN)<subgt;6</subgt;]<subgt;3</subgt;沉淀；排出酸液和未反应的Fe<supgt;3+</supgt;；向电堆或电池内通入碱液进行碱洗，使Fe<subgt;4</subgt;[Fe(CN)<subgt;6</subgt;]<subgt;3</subgt;沉淀溶解，并排出溶解物。该方法能除去电池隔膜上的氢氧化铁沉淀，解决了碱性全铁液流电池因正、负极电解液窜液导致的内阻上升、容量衰减、电池循环寿命下降的问题。

技术研发人员：田杜,杜飞跃,李雪,李志港,郭休链
受保护的技术使用者：巨安储能武汉科技有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15