【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于液流电池领域，具体涉及到一种水溶性有机二硫正极电解液及其制备方法和应用。
技术介绍
1、能源短缺和环境污染已成为社会可持续发展的重要问题，开发高能量密度能源存储体系尤为重要。水系有机液流电池是以资源丰富、廉价且环保的亲水性有机分子作为储能活性材料，为发展间歇清洁能源提供了绿色可持续的解决方案。有机活性分子作为液流电池的重要组成部分，其优异的亲水性有利于实现水系液流电池的高能量密度。尽管基于分子工程策略能调控有机活性材料在液流电池中的氧化还原电位、亲水性和稳定性，但当前用于水系液流电池的活性分子依旧局限在少数的化学键位点上，如碳-氧/氮双键，氮-氮双键和氮氧化物自由基。此外，常需引入没有电子转移能力且高分子量的亲水基团来进一步提升有机活性材料的亲水性，但是这样相当于增加有机活性分子本身的质量，会降低了有机活性分子本身的理论比容量。为了进一步发展水系有机液流电池，开发具有新活性位点和高亲水性的有机分子，已经成为近年来研究的热点。
技术实现思路
1、本专利技术目的在于提供一种水溶性有机二硫正极电解液及其制备方法和应用。该水溶性有机二硫正极电解液中有机二硫化物溶解度高，s-s键表现出优异的可逆性；用于构筑水系有机液流电池时，所得电池具有高能量密度、长循环寿命和较高的工作电压。
2、为了解决上述技术问题，本专利技术采用以下技术方案：
3、提供一种水溶性有机二硫正极电解液，包括吡啶类有机二硫化物、酸和水，其中吡啶类有机二硫化物与酸和水混合液的摩尔体积比为1
4、按上述方案，所述吡啶类有机二硫化物与酸中氢离子的摩尔比是1：2～4。
5、按上述方案，所述酸为硫酸、盐酸、磷酸、乙酸、硝酸中的一种或多种组合。
6、按上述方案，所述吡啶类有机二硫化物为2,2'-二硫二吡啶、3,3'-二硫二吡啶或4,4'-二硫二吡啶。
7、提供一种上述水溶性有机二硫正极电解液的制备方法，包括以下步骤：
8、将吡啶类有机二硫化物加入到含酸的水溶液中，混合均匀即得水溶性有机二硫正极电解液。
9、按上述方案，所述吡啶类有机二硫化物与含酸的水溶液的摩尔体积比为1.0～4.0mol:1l。
10、按上述方案，所述含酸的水溶液浓度为3-6mol/l。
11、提供一种上述水溶性有机二硫正极电解液在水系有机液流电池中的应用。
12、提供一种水系有机液流电池，包括上述水溶性有机二硫正极电解液。
13、按上述方案，所述水系有机液流电池为三电解液体系，分别包括正极电解液、负极电解液和中性电解液，水系有机液流电池的正极和负极以中性电解液隔开。
14、优选地，正极以阴离子交换膜和中性电解液隔开；负极以阳离子交换膜和中性电解液隔开。
15、按上述方案，所述水系有机液流电池包括电化学池、装有正极电解液的储液罐、装有负极电解液的储液罐和循环泵；其中：
16、电化学池的正极侧依次包括集流板、电极和阴离子交换膜，电化学池负极侧依次包括集流板、电极和阳离子交换膜，正负极之间为中性电解液；
17、正、负极电解液通过循环泵的带动从储液罐分别进入正、负极侧进行循环。
18、优选地，集流体为石墨板。
19、优选地，电极为多孔碳毡。
20、优选地，负极电解液为碱性zn/zn(oh)42-。即为锌盐或锌的氧化物在强碱中溶解后的溶液。
21、优选地，所述负极电解液的浓度为0.1-0.3mol/l。
22、优选地，所述中性电解液中盐来源为硫酸钠、硫酸钾、硫酸锂、氯化钠、氯化钾、氯化锂中的一种或者多种的组合。
23、优选地，所述中性电解液中盐的浓度为0.5～4.0mol/l。
24、本专利技术具有以下有益效果：
25、1.本专利技术提供了一种水溶性有机二硫正极电解液，以吡啶类有机二硫为活性组分，在酸性电解液中吡啶会与氢离子结合形成质子吡啶，一方面增加了有机二硫化物在水系电解液中的溶解度，另一方面，该体系中s-s键能够表现出优异的可逆性，有利于高能量密度水系有机液流电池的构筑，并可提升电池的长循环寿命，同时具有较高的工作电压，具有广泛的应用前景。
26、2.本专利技术通过简单方法即实现了疏水性有机二硫化物在水性电解液中的高溶解性和优异的可逆性，实现了有机二硫化物在水系有机液流电池中的应用，为水系有机液流电池的正极电解液提供了新的选择。
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1.一种水溶性有机二硫正极电解液，其特征在于，包括吡啶类有机二硫化物、酸和水，其中吡啶类有机二硫化物与酸和水混合液的摩尔体积比为1.0～4.0mol:1L。
2.根据权利要求1所述的正极电解液，其特征在于，所述吡啶类有机二硫化物与酸中氢离子的摩尔比是1：2～4。
3.根据权利要求1所述的正极电解液，其特征在于，所述酸为硫酸、盐酸、磷酸、乙酸、硝酸中的一种或多种组合。
4.根据权利要求1所述的正极电解液，其特征在于，所述吡啶类有机二硫化物为2,2'-二硫二吡啶、3,3'-二硫二吡啶或4,4'-二硫二吡啶。
5.一种权利要求1-4任一项所述的水溶性有机二硫正极电解液的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
6.一种权利要求1-4任一项所述的水溶性有机二硫正极电解液在水系有机液流电池中的应用。
7.一种水系有机液流电池，其特征在于，包括权利要求1-4任一项所述的水溶性有机二硫正极电解液。
8.根据权利要求7所述的水系有机液流电池，其特征在于，所述水系有机液流电池为三电解液体系，分别包括正极电解液、负极电解
9.根据权利要求7所述的水系有机液流电池，其特征在于，所述水系有机液流电池包括电化学池、装有正极电解液的储液罐、装有负极电解液的储液罐和循环泵；其中：
10.根据权利要求9所述的水系有机液流电池，其特征在于，所述集流体为石墨板；所述电极为多孔碳毡；所述负极电解液为碱性Zn/Zn(OH)42-；所述中性电解液中盐来源为硫酸钠、硫酸钾、硫酸锂、氯化钠、氯化钾、氯化锂中的一种或者多种的组合。
...【技术特征摘要】
1.一种水溶性有机二硫正极电解液，其特征在于，包括吡啶类有机二硫化物、酸和水，其中吡啶类有机二硫化物与酸和水混合液的摩尔体积比为1.0～4.0mol:1l。
2.根据权利要求1所述的正极电解液，其特征在于，所述吡啶类有机二硫化物与酸中氢离子的摩尔比是1：2～4。
3.根据权利要求1所述的正极电解液，其特征在于，所述酸为硫酸、盐酸、磷酸、乙酸、硝酸中的一种或多种组合。
4.根据权利要求1所述的正极电解液，其特征在于，所述吡啶类有机二硫化物为2,2'-二硫二吡啶、3,3'-二硫二吡啶或4,4'-二硫二吡啶。
5.一种权利要求1-4任一项所述的水溶性有机二硫正极电解液的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
6.一种权利要求1-4任一项所述的水溶性有机二硫正极电解液在水系有机...
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