作者:甘晓,阚宇轩 来源:中国科学报 发布时间:2024/1/30 17:20:04
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中国科学院过程工程所
萃取法短流程生产钒电解液示范线成功运行

 

近日,由中国科学院过程工程研究所(以下简称过程工程所)自主研发的1500m3/年萃取法短流程生产钒电解液新技术示范线落地四川内江,已实现三个月连续稳定运行,其生产的钒电解液产品经企业检测,铁、铝、铬、钠等典型杂质含量远低于国标一级品水平。日前,产品通过多家钒电池企业的检测和试用,均满足企业要求。

在“双碳”背景下,我国能源供给体系将逐渐向“新能源+储能”转变。随着风电、光伏等行业的发展,全钒液流电池因其高安全性、长循环寿命等优点,需求量迎来爆发式增长。然而,全钒液流电池初装成本较高,大规模商业化应用受限,因此,降本增效成为全钒液流电池产业化提速的关键。

钒电解液作为全钒液流电池的核心材料,成本占电池总成本的50%以上。目前常见的钒电解液制备技术均以高纯五氧化二钒(纯度99.9% 的V2O5)为原料,但制备工艺流程长、成本高、质量不稳定,研发短流程、低成本、纯度高的钒电解液制备技术成为行业迫切需求。

过程工程所研究员齐涛带领团队经过十余年攻关,开发出具有自主知识产权的萃取法短流程低成本制备钒电解液新技术。该技术包括“预除杂-还原-萃取-除油”流程,以钒渣钠化焙烧浸出液为原料,创新性地提出“预除杂”协同“萃取”,实现钒与杂质的深度分离,制备出的钒电解液产品纯度高,经企业检测,杂质含量远低于国标一级品水平,其中铁≤20mg/L(国标50)、铬≤5mg/L(国标15)、钠≤10mg/L(国标80)、钙≤5mg/L(国标30)、铝≤5mg/L(国标50)。整个过程均为液-液反应分离体系,省去了高纯V2O5的中间制备步骤,无氨氮废水排放,大幅简化了工艺流程。经企业测算,运行以来,生产成本较传统生产工艺降低近30%。

2022年底,过程工程所与川威集团四川兴欣钒科技有限公司、河北中科同创钒钛科技有限公司开展合作推动新技术验证和1500m3/年短流程制备钒电解液示范线建设。2023年2月示范线正式开工建设,10月产出优质产品,并经四川伟力得、北京绿钒、大力电工等钒电池企业检测及试用。目前正筹备万吨级产线建设。

该技术为全钒液流电池高纯度关键材料的低成本制备提供了技术支撑,将有力促进全钒液流电池产业链的形成,对构建“钒原料+钒新材料+钒新能源”产业体系起到重要促进作用。

萃取法短流程生产钒电解液示范线(过程工程所供图)

 
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