【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种电池电解质。
技术介绍
1、液流电池为一种新兴的储能技术，其优势在于：具有较高的理论能量密度和功率输出的能力，因此能够在短时间内实现快速充电，并可进行深度放电。另外，由于液流电池中是采用液态电解质，因此其可实现大规模的能量存储，并应用至电力系统的调峰填谷、可再生能源的储存、以及作为应急备用电源等用途。其中：电解质是液流电池的核心介质，其对于液流电池的充放电性能有重大影响，为了确保液流电池的性能，提供一种用于液流电池的电解质，实为时势所需。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于：提供一种电解质，以确保液流电池的性能。
2、为了达成上述目的，本专利技术提供一种电解质，其特征在于，包括:有机化合物本体；第一支链，取代所述有机化合物本体中的一个氢原子，其中所述第一支链包括亲水性基团；以及第二支链，取代所述有机化合物本体中的另一个氢原子，其中所述第二支链包括电子基团，其中：所述电解质的离子电导率大于或等于2ms/cm、和/或所述电解质的溶解度大于或等于3mol/l。
3、更佳者，所述有机化合物本体包括氧杂蒽、蒽醌、异山梨醇二甲醚中的任意一种。
4、更佳者，所述亲水性基团包括:阴离子表面活性剂的亲水基团、阳离子表面活性剂的亲水基团、或非离子表面活性剂的亲水基团中的一种或多种。
5、更佳者，所述阴离子表面活性剂的亲水基团包含:羧酸基、磺酸基、或磷酸基中的一种或多种；所述阳离子表面活性剂的亲水基团包含:氨基、或季铵基中的一种或多种
6、更佳者，所述电子基团包括:吸电子基团、或供电子基团。
7、更佳者，所述吸电子基团包括:-no2、-cn、-br、-cl、或-f中的一种或多种；或所述供电子基团包括:-h、ch3、或-och3中的一种或多种。
8、更佳者，所述第二支链的位置位于所述第一支链的邻位、间位、或对位。
9、本专利技术另提供一种如上所述的电解质的设计方法，其特征在于，包括：第一支链选取步骤(s1)，将多个所述亲水性基团以1对1的方式分别引入所述有机化合物本体中，以取得多个第一改性化合物，接着计算每一所述第一改性化合物于预设温度下，且于预设溶剂中的溶解自由能，并选取其中溶解自由能最低的所述第一改性化合物作为指定亲水改性化合物、以及所述指定亲水改性化合物中所引入的所述亲水性基团作为所述第一支链；第二支链选取步骤(s2)，将多个所述电子基团以1对1的方式分别引入所述指定亲水改性化合物中，以取得多个第二改性化合物，接着分别计算每一所述第二改性化合物的氧化电位，并选取其中氧化电位最大的所述第二改性化合物中所引入的所述电子基团作为所述第二支链；添加位点选取步骤(s3)，选取多个添加位点，并将所述第二支链以1对1的方式分别引入每一所述指定亲水改性化合物中的所述添加位点中，以取得多个第三改性化合物，接着分别计算每一所述第三改性化合物的氧化电位，再选取其中氧化电位最大的配对组合中所选用的所述添加位点作为指定添加位点；以及输出步骤(s4)，将所述第二支链引入所述指定亲水改性化合物的所述指定添加位点，以取得所述电解质。
10、更佳者，更包括:温度选取步骤(s5)，选取多个温度条件，分别计算所述指定亲水改性化合物于每一所述温度条件下，于所述预设溶剂中的溶解自由能，并选取其中溶解自由能最低的配对组合中所选用的所述温度条件作为指定温度条件。
11、更佳者，更包括:溶剂选取步骤(s6)，选取多个溶剂，分别计算所述指定亲水改性化合物于所述预设温度下，于每一所述溶剂中的溶解自由能，并选取其中溶解自由能最低的配对组合中所选用的所述溶剂作为指定溶剂。
12、更佳者，于所述第一支链选取步骤(s1)中，每一所述亲水性基团互不相同，且所述亲水性基团包括:阴离子表面活性剂的亲水基团、阳离子表面活性剂的亲水基团和非离子表面活性剂的亲水基团中的一种或多种。
13、更佳者，于所述温度选取步骤(s5)中，每一所述温度条件互不相同，且所述温度条件包含：298.15k、333.15k、358.15k、383.15k、或413.15k中的一种或多种。
14、更佳者，于所述溶剂选取步骤(s6)中，每一所述溶剂互不相同，且所述溶剂包含：碳酸二甲酯(dmc)、碳酸二乙酯碳酸乙酯(dec)、碳酸甲乙酯(emc)、碳酸甲丙酯(mpc)、碳酸乙烯酯(ec)、或碳酸丙烯酯(pc)中的一种或多种。
15、更佳者，于所述第二支链选取步骤(s2)中，每一所述电子基团互不相同，且所述电子基团为吸电子基团，包含：-no2、-cn、-br、-cl、或-f中的一种或多种。
16、更佳者，于所述第二支链选取步骤(s2)中，每一所述电子基团互不相同，且所述电子基团为供电子基团，包含：-h、ch3、或-och3中的一种或多种。
17、更佳者，于所述添加位点选取步骤(s3)中，每一所述添加位点互不相同，且所述添加位点包含：邻位、间位、或对位中的一种或多种。
18、更佳者，于所述第一支链选取步骤(s1)中，是以下述公式计算所述溶解自由能：δg＝gin solvent-gin gas，其中δg为所述溶解自由能、gin solvent为所述第一改性化合物于所述预设溶剂中的吉布斯自由能、以及gin gas为所述第一改性化合物于空气中的吉布斯自由能。
19、更佳者，gin solvent与gin gas是基于密度泛函理论，选用b3lyp/def2tzvp基组群，并采用onsager隐式溶剂化模型进行运算所取得。
20、更佳者，于所述第二支链选取步骤(s2)中，是以下述公式计算所述氧
21、化电位：
22、，其中eox2为所述第二改性化合物的氧化电位、gox2为所述第二改性化合物的氧化态吉布斯自由能、gred2为所述第二改性化合物的还原态吉布斯自由能、f为法拉第常数；或于所述添加位点选取步骤(s3)中，是以下述公式计算所述氧化电位：
23、
24、，其中eox3为所述第三改性化合物的氧化电位、gox3为所述第三改性化合物的氧化态吉布斯自由能、gred3为所述第三改性化合物的还原态吉布斯自由能、f为法拉第常数。
25、更佳者，本专利技术又提供一种电池，其特征在于，包括如上所述的电解质，其中:所述电池的理论电容大于或等于100ah/l；所述电池的能量效益大于或等于90％；或所述电池的容量保持率大于或等于95％。
26、本专利技术相较于先前技术的功效在于：由于有机化合物本体的水溶性不佳，且氧化电位数值一般，导致其作为生物基液流电解质在电池中的离子电导率性能一般。通过本专利技术所提供的设计方法，将亲水性基团、和电子基团引入有机化合物本体中，可最大化地改善或克服其缺陷，同时亲水性基团、和电子基团之间可以相互影响，并产生协同作用，从而使得电解质的水溶性能和离子电导率具本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种电解质，其特征在于，包括:
2.依据权利要求1的电解质，其特征在于，所述有机化合物本体包括氧杂蒽、蒽醌、异山梨醇二甲醚中的任意一种。
3.依据权利要求1的电解质，其特征在于，所述亲水性基团包括:阴离子表面活性剂的亲水基团、阳离子表面活性剂的亲水基团、或非离子表面活性剂的亲水基团中的一种或多种。
4.依据权利要求3的电解质，其特征在于：
5.依据权利要求1的电解质，其特征在于，所述电子基团包括:吸电子基团、或供电子基团。
6.依据权利要求5的电解质，其特征在于:
7.依据权利要求1的电解质，其特征在于:所述第二支链的位置位于所述第一支链的邻位、间位、或对位。
8.一种如权利要求1所述的电解质的设计方法，其特征在于，包括：
9.依据权利要求8的方法，其特征在于，更包括:
10.依据权利要求8的方法，其特征在于，更包括:
11.依据权利要求8的方法，其特征在于，于所述第一支链选取步骤(S1)中，每一所述亲水性基团互不相同，且所述亲水性基团包括:阴离子表面活性剂
12.依据权利要求11的方法，其特征在于：
13.依据权利要求9的方法，其特征在于，于所述温度选取步骤(S5)中，每一所述温度条件互不相同，且所述温度条件包含：298.15K、333.15K、358.15K、383.15K、或413.15K中的一种或多种。
14.依据权利要求10的方法，其特征在于，于所述溶剂选取步骤(S6)中，每一所述溶剂互不相同，且所述溶剂包含：碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯碳酸乙酯(DEC)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸甲丙酯(MPC)、碳酸乙烯酯(EC)、或碳酸丙烯酯(PC)中的一种或多种。
15.依据权利要求8的方法，其特征在于，于所述第二支链选取步骤(S2)中，每一所述电子基团互不相同，且所述电子基团为吸电子基团，包含：-NO2、-CN、-Br、-Cl、或-F中的一种或多种。
16.依据权利要求8的方法，其特征在于，于所述第二支链选取步骤(S2)中，每一所述电子基团互不相同，且所述电子基团为供电子基团，包含：-H、CH3、或-OCH3中的一种或多种。
17.依据权利要求8的方法，其特征在于，于所述添加位点选取步骤(S3)中，每一所述添加位点互不相同，且所述添加位点包含：邻位、间位、或对位中的一种或多种。
18.依据权利要求8的方法，其特征在于，于所述第一支链选取步骤(S1)中，是以下述公式计算所述溶解自由能：ΔG＝Gin solvent-Gin gas，其中ΔG为所述溶解自由能、Gin solvent为所述第一改性化合物于所述预设溶剂中的吉布斯自由能、以及Gin gas为所述第一改性化合物于空气中的吉布斯自由能。
19.依据权利要求18的方法，其特征在于，Gin solvent与Gin gas是基于密度泛函理论，选用B3LYP/def2TZVP基组群，并采用Onsager隐式溶剂化模型进行运算所取得。
20.依据权利要求8的方法，其特征在于：
21.一种电池，其特征在于，包括如权利要求1至7中任一项所述的电解质，其中:
...【技术特征摘要】
1.一种电解质，其特征在于，包括:
2.依据权利要求1的电解质，其特征在于，所述有机化合物本体包括氧杂蒽、蒽醌、异山梨醇二甲醚中的任意一种。
3.依据权利要求1的电解质，其特征在于，所述亲水性基团包括:阴离子表面活性剂的亲水基团、阳离子表面活性剂的亲水基团、或非离子表面活性剂的亲水基团中的一种或多种。
4.依据权利要求3的电解质，其特征在于：
5.依据权利要求1的电解质，其特征在于，所述电子基团包括:吸电子基团、或供电子基团。
6.依据权利要求5的电解质，其特征在于:
7.依据权利要求1的电解质，其特征在于:所述第二支链的位置位于所述第一支链的邻位、间位、或对位。
8.一种如权利要求1所述的电解质的设计方法，其特征在于，包括：
9.依据权利要求8的方法，其特征在于，更包括:
10.依据权利要求8的方法，其特征在于，更包括:
11.依据权利要求8的方法，其特征在于，于所述第一支链选取步骤(s1)中，每一所述亲水性基团互不相同，且所述亲水性基团包括:阴离子表面活性剂的亲水基团、阳离子表面活性剂的亲水基团和非离子表面活性剂的亲水基团中的一种或多种。
12.依据权利要求11的方法，其特征在于：
13.依据权利要求9的方法，其特征在于，于所述温度选取步骤(s5)中，每一所述温度条件互不相同，且所述温度条件包含：298.15k、333.15k、358.15k、383.15k、或413.15k中的一种或多种。
14.依据权利要求10的方法，其特征在于，于所述溶剂选取步骤(s...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐晓飞，熊磊，史秀琴，陈永乐，程跃，蔡裕宏，王晴晴，
申请(专利权)人：上海恩捷新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。