中國科學(xué)院過程工程研究所自主研發(fā)的1500m³/年萃取法短流程生產(chǎn)釩電解液新技術(shù)示范線落地四川內(nèi)江,已實現(xiàn)三個月連續(xù)穩(wěn)定運行,其生產(chǎn)的釩電解液產(chǎn)品經(jīng)企業(yè)檢測,鐵、鋁、鉻、鈉等典型雜質(zhì)含量遠低于國標一級品水平。日前,產(chǎn)品通過多家釩電池企業(yè)的檢測和試用,均滿足企業(yè)要求。
在“雙碳”背景下,我國能源供給體系將逐漸向“新能源+儲能”轉(zhuǎn)變。隨著風(fēng)電、光伏等行業(yè)的發(fā)展,全釩液流電池因其高安全性、長循環(huán)壽命等優(yōu)點,需求量迎來爆發(fā)式增長。然而,全釩液流電池初裝成本較高,大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用受限,因此,降本增效成為全釩液流電池產(chǎn)業(yè)化提速的關(guān)鍵。釩電解液作為全釩液流電池的核心材料,成本占電池總成本的50%以上。目前常見的釩電解液制備技術(shù)均以高純五氧化二釩(純度99.9%的V2O5)為原料,但制備工藝流程長、成本高、質(zhì)量不穩(wěn)定,研發(fā)短流程、低成本、純度高的釩電解液制備技術(shù)成為行業(yè)迫切需求。
過程工程所研究員齊濤團隊經(jīng)過十余年攻關(guān),開發(fā)出具有自主知識產(chǎn)權(quán)的萃取法短流程低成本制備釩電解液新技術(shù)。該技術(shù)包括“預(yù)除雜-還原-萃取-除油”流程,以釩渣鈉化焙燒浸出液為原料,創(chuàng)新性地提出“預(yù)除雜”協(xié)同“萃取”,實現(xiàn)釩與雜質(zhì)的深度分離,制備出的釩電解液產(chǎn)品純度高,經(jīng)企業(yè)檢測,雜質(zhì)含量遠低于國標一級品水平,其中鐵≤20mg/L、鉻≤5mg/L、鈉≤10mg/L、鈣≤5mg/L、鋁≤5mg/L。整個過程均為液-液反應(yīng)分離體系,省去了高純V2O5的中間制備步驟,無氨氮廢水排放,簡化了工藝流程。經(jīng)企業(yè)測算,運行以來,生產(chǎn)成本較傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝降低近30%。
2022年底,過程工程所與川威集團四川興欣釩科技有限公司、河北中科同創(chuàng)釩鈦科技有限公司開展合作推動新技術(shù)驗證和1500m³/年短流程制備釩電解液示范線建設(shè)。2023年2月示范線正式開工建設(shè),10月產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品,并經(jīng)四川偉力得、北京綠釩、大力電工等釩電池企業(yè)檢測及試用。目前正籌備萬噸級產(chǎn)線建設(shè)。
相關(guān)技術(shù)為全釩液流電池高純度關(guān)鍵材料的低成本制備提供了技術(shù)支撐,將有力促進全釩液流電池產(chǎn)業(yè)鏈的形成,對構(gòu)建“釩原料+釩新材料+釩新能源”產(chǎn)業(yè)體系起到重要促進作用。
原標題:萃取法短流程生產(chǎn)釩電解液示范線穩(wěn)定運行