[0001] 本申请涉及电解液处理设备技术领域，尤其是涉及一种电解液的提纯装置及其提纯方法。

[0002] 钒电池是一种基于钒离子的氧化还原反应的储能装置，具有高能量密度、长寿命、安全性高等特点。钒电池在大规模储能领域具有广泛的应用前景，特别是在可再生能源的平滑输出、电网调峰调频等方面发挥着重要作用。

[0003] 钒电解液是钒电池的储能活性物质和能量转化核心。在生产过程中，钒电解液中存在大量的固体杂质和杂质离子。由于杂质的存在，容易影响钒电解液的稳定性和电化学性能，还容易影响钒电解液的运行成本和使用寿命。因此钒电解液的浓度和纯度对钒电池的性能具有重大影响。在众多的杂质离子中，铁离子是钒电解液原料中最为常见且含量较多的杂质离子之一，在钒电池运行过程中会催化电极反应，导致自放电和能量损耗。在相关技术中，通常采用化学沉淀法、溶剂萃取法或离子交换法去除铁离子。在使用以上方法去除钒电解液中的铁离子时，存在药剂耗量大、沉淀物难以去除以及二次污染严重等问题，并且会对钒电解液的纯度造成影响。因此，因此，需要寻找一种清洁高效，且更加契合于钒电解液特性的提纯装置或提纯方法。

[0019] 为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

[0020] 需要说明的是，当元件被称为“安装于”、“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

[0021] 此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

[0022] 如图1至图6所示，本申请提供了一种电解液的提纯装置，包括固体杂质提纯机构1、杂质离子提纯机构2和输送泵3。固体杂质提纯机构1包括固体杂质提纯桶11和固体杂质提纯组件12，固体杂质提纯组件12安装于固体杂质提纯桶11内，并用于提纯电解液中的固体杂质。杂质离子提纯机构2包括杂质离子提纯桶21、多根阳极电极22、多根阴极电极23和直流电源（图中未示出），多根阳极电极22和多根阴极电极23均安装于杂质离子提纯桶21，并通过导线电连接于直流电源。输送泵3安装于固体杂质提纯桶11和杂质离子提纯桶21之间，并被配置为将固体杂质提纯桶11内的电解液泵送至杂质离子提纯桶21内。其中，阳极电极22的数量和阴极电极23的数量相等。

[0023] 在本实施例中，是以杂质离子设置为铁离子为例进行说明的。当然，在其他实施例中，杂质离子还可以设置为铜离子等其他离子为例进行说明，在此不做唯一限定。

[0024] 本申请提供的电解液的提纯装置，固体杂质提纯组件12能够将固体杂质从钒电解液中分离出来，杂质离子提纯机构2能够将杂质离子从钒电解液中分离出来。在固体杂质提纯组件12和杂质离子提纯机构2的配合下，能够大大提高钒电解液的纯度，提纯效果好，从而有助于提高钒电解液的稳定性和电化学性能。相较于相关技术，无需添加药剂，不会造成二次污染。

[0025] 可选地，阳极电极22设置为树脂/活性炭复合电极。

[0026] 如此设置，利用树脂电化学性能稳定和比表面积大的特点以及活性炭比表面积大、电化学性能稳定和吸附能力强的特点，有助于提高阳极电极22电化学性能的稳定性，还有助于提高阳性电极的吸附性能，从而有助于提高阳极电极22对杂质离子的吸附性能，有助于提高杂质离子提纯机构2对的提纯效果。

[0027] 在本申请的一个实施例中，请参阅图1至图6，杂质离子提纯机构2还包括多个振动组件24，多个振动组件24均安装于杂质离子提纯桶21，并被配置为驱动多根阳极电极22和多根阴极电极23振动。

[0028] 其中，振动组件24的数量等于阳极电极22的数量和阴极电极23的数量之和。

[0029] 如此设置，在振动组件24的作用下，能够使得阳极电极22和阴极电极23发生振动。

[0030] 通过振动阳极电极22和阴极电极23，振动电极可以促使电解液在电极表面流动，提高电解液中反应物质的传质效率。还可以减少电极表面附近电解液的浓差极化现象，使反应物质更均匀地分布。

[0031] 通过振动阳极电极22和阴极电极23，振动可以增加电极与电解液的有效接触面积，从而提高反应速率。有助于加速电解液中的传质过程，使反应物质更快地到达电极表面。

[0032] 通过振动阳极电极22和阴极电极23，可以减少电极表面沉积物的积累，避免电极表面被覆盖，保持电极的活性。对于多孔电极或复合材料电极，振动可以防止电解液中的颗粒物堵塞孔隙，保持电极的通透性。

[0033] 通过振动阳极电极22和阴极电极23，可以使电解液在电极表面分布得更加均匀，减少局部过饱和或过稀释的现象。电解液均匀分布有助于提高电解效率，减少无效反应。

[0034] 通过振动阳极电极22和阴极电极23，可以减少电极表面附近的局部浓差，提高电解液的整体均匀性。减少浓差极化有助于提高电流效率，降低能量损失。

[0035] 通过振动阳极电极22和阴极电极23，振动可以减少电极表面的磨损，延长电极的使用寿命。可以增强电极的机械强度，使其在使用过程中更加坚固耐用。

[0036] 通过振动阳极电极22和阴极电极23，振动有助于电化学反应在电极表面更加均匀地进行，减少局部过热或过冷现象。反应均匀有助于提高电解产品的质量一致性。

[0037] 通过振动阳极电极22和阴极电极23，振动有助于电解液在电极表面均匀分布，从而改善电极的散热性能。均匀的散热有助于控制电极表面的温升，避免过热现象。

[0038] 在本申请的一个实施例中，请一并参阅图1至图6，振动组件24包括安装支架241、振动器242、传动支架243、保护支架244和波形管245，安装支架241安装于杂质离子提纯桶21，振动器242安装于安装支架241，传动支架243安装于振动器242的输出端，并被配置为带动阳极电极22或阴极电极23振动，保护支架244安装于阳极电极22或阴极电极23，并套设于阳极电极22或阴极电极23，波形管245安装于杂质离子提纯桶21和保护支架244之间。

[0039] 如此设置，采用安装支架241，能够为振动器242提供支撑点，使得振动器242能够稳定地安装于杂质离子提纯桶21外，有助于提高振动器242和杂质离子提纯桶21之间的结构稳定性。采用传动支架243，能够将振动器242的振动力传递至阳极电极22或阴极电极23。采用保护支架244，在振动器242带动阳极电极22或阴极电极23振动时，防止阳极电极22或阴极电极23直接与蛟龙片216接触，从而有效地保护阳极电极22或阴极电极23，有助于延长阳极电极22或阴极电极23的使用寿命。波形管245安装于电极和杂质离子提纯桶21之间，利用波形管245的收缩性能，保证阳极电极22或阴极电极23正常振动的情况下，能够将阳极电极22或阴极电极23与外部环境分隔开来，防止外部环境中的杂质进入杂质离子提纯桶21影响该装置的提纯效果。

[0040] 可选地，阳极电极22和阴极电极23的电极杆均设置为螺旋结构。

[0041] 如此设置，将阳极电极22或阴极电极23的电极杆设置为螺旋结构，能够增加电极与电解液的接触面积，从而提高电化学反应的效率，有利于提高反应速率。螺旋结构有助于改善电解液在电极表面的流动状态，提高传质效率；还有助于电解液均匀分布，减少浓差极化现象，提高电解效率。螺旋结构相比传统平面电极具有更好的机械强度，可以承受更高的机械应力。螺旋结构有助于分散外力，减少电极在使用过程中的变形或损坏。螺旋结构可以缩短电解液中离子从一个电极到达另一个电极的路径长度，从而减少电极内部的电阻，减少内部电阻有助于提高电流效率，降低能量损失。

[0042] 在本申请的一个实施例中，参阅图1至图6，保护支架244包括保护法兰2441、多块第一保护板2442和第二保护板2443，保护法兰2441套设于阳极电极22或阴极电极23的外周，多块第一保护板2442均连接于保护法兰2441，并位于保护法兰2441背向传动支架243的一侧，且间隔设置，第二保护板2443连接于多块第一保护板2442远离保护法兰2441的一端。

[0043] 如此设置，通过保护法兰2441、多块第一保护板2442和第二保护板2443，能够围合形成保护空间。保护空间能够将阳极电极22或阴极电极23的电极杆包围，在振动过程中，防止阳极电极22或阴极电极23的电极杆直接和蛟龙片216接触，能够有效地保护阳极电极22或阴极电极23。

[0044] 在本申请的一个实施例中，请参阅图1至图6，杂质离子提纯桶21包括第二桶体211、中心柱215、蛟龙片216和蛟龙通道217，中心柱215连接于第二桶体211内，蛟龙片216连接于第二桶体211和中心柱215之间，并和第二桶体211、中心柱215围合形成蛟龙通道217。

[0045] 如此设置，通过第二桶体211、中心柱215和蛟龙片216围合形成的蛟龙通道217，能够大大增加钒电解液的流动路径，有助于增加钒电解液和电极之间的接触面积，从而有助于提高电解效率和电化学反应速率，进而有助于提高该装置的提纯效率。

[0046] 在本申请的一个实施例中，请一并参阅图1至图6，固体杂质提纯桶11包括第一桶体111、第一桶盖112和安装凸台117，第一桶盖112可拆卸地安装于第一桶体111，安装凸台117连接于第一桶体111的内壁。固体杂质提纯组件12包括第一滤板121、多个第一通孔122、调节件123、第二滤板124和多个第二通孔125，第一滤板121安装于安装凸台117，多个第一通孔122均开设于第一滤板121，调节件123安装于第一桶盖112，第二滤板124安装于调节件
123，并跟随调节件123移动，多个第二通孔125均开设于第二滤板124，并和多个第一通孔
122交错设置。

[0047] 其中，固体杂质提纯组件12具有第二滤板124贴合于第一滤板121表面的过滤状态，还具有第二滤板124和第一滤板121分隔的清洁状态。

[0048] 如此设置，通过调节件123，使得固体杂质提纯组件12能够在过滤状态和清洁状态之间切换，调节方便，有助于提高使用的便利性。在过滤状态下，在第一滤板121和第二滤板124的共同作用下，能够将固体杂质从钒电解液中分离出来，提纯效果好，还能够防止固体杂质影响该装置对杂质离子的提纯效果。在清洁状态下，在多个第一通孔122和多个第二通孔125的作用下，能够将堆积在第一滤板121和第二滤板124表面的固体杂质冲出，防止固体杂质将第一滤板121和第二滤板124上的网眼堵塞导致分离效果变差。相较于相关技术，无需打开固体杂质提纯桶11对第一滤板121和第二滤板124进行清洁，清洁方便，有助于提高使用的便利性。采用安装凸台117，便于安装第一滤板121。第一桶体111和第一桶盖112采用可拆卸连接设计，便于更换第一滤板121和第二滤板124，有助于提高使用的便利性。

[0049] 在本申请的一个实施例中，参阅图1至图6，固体杂质提纯桶11还包括多根限位杆118，多根限位杆118均连接于安装凸台117，并穿设于第一滤板121和第二滤板124。调节件
123包括调节座1231、调节手轮1232、调节丝杆1233、调节套筒1234和多根连接杆1235，调节座1231安装于第一桶盖112，调节手轮1232可旋转地安装于调节座1231，调节丝杆1233安装于调节手轮1232，调节套筒1234套设于调节丝杆1233，并和调节丝杆1233螺接，多根连接杆
1235均连接于第二滤板124和调节套筒1234之间。

[0050] 如此设置，采用多根限位杆118，能够对第二滤板124限位。在旋转调节丝杆1233时，防止第二滤板124跟随调节丝杆1233旋转，使得第二滤板124仅能够相对第一滤板121移动，从而使得固体杂质提纯组件12能够正常的在过滤状态和清洁状态之间进行切换。采用调节座1231、调节手轮1232、调节丝杆1233、调节套筒1234和多根连接杆1235，通过旋转调节手轮1232，使得第二滤板124能够相对第一滤板121移动，从而使得固体杂质提纯组件12能够正常的在过滤状态和清洁状态之间进行切换。

[0051] 在本申请的一个实施例中，请参阅图1至图6，固体杂质提纯组件12还包括多个密封圈126，多个密封圈126均安装于第一滤板121朝向第二滤板124的一侧，并分别围设于多个第一通孔122的外周，且和多个第一通孔122一一对应设置。

[0052] 如此设置，采用多个密封圈126，在过滤状态下，能够使得第一滤板121和第二滤板124紧密贴合，防止固体杂质从第一通孔122处流过导致提纯效果变差。

[0053] 在本申请的一个实施例中，请一并参阅图1至图6，固体杂质提纯桶11包括第一桶体111、第一桶盖112、第一输入管113、第二输入管114、第一输出管115和第二输出管116，第一桶盖112可拆卸地安装于第一桶体111，第一输入管113和第二输入管114均安装于第一桶盖112，第一输出管115安装于输送泵3和第一桶体111之间。杂质离子提纯桶21包括第二桶体211、第二桶盖212、第三输入管213和第三输出管214，第二桶盖212可拆卸地安装于第二桶体211，第三输入管213安装于输送泵3和第二桶体211之间，第三输出管214安装于第二桶体211。

[0054] 如此设置，通过第一输入管113、第一输出管115、第三输入管213和第三输出管214，能够使得钒电解液依次流经固体杂质提纯组件12、阳极电极22和阴极电极23，提纯效果好。通过第二输入管114和第二输出管116，能够使得清洁液依次流经第一滤板121和第二滤板124，能够将固体杂质清出。

[0055] 本申请实施例的工作原理为：电解液的提纯装置在过滤状态下，第二滤板124紧密贴合于第一滤板121，第二输入管114和第二输出管116处于关闭状态。钒电解液通过第一输入管113注入第一桶体111内。钒电解液在进入第一桶体111内后，在第二滤板124和第一滤板121的作用下，能够将固体杂质从钒电解液中分离出来。在将固体杂质分离后，输送泵3通过第三输入管213将钒电解液泵送至蛟龙通道217。启动直流电源，向每对平行电极（一对平行电极包括一根阳极电极22和一根阴极电极23）提供相同的恒定电压。在直流电源的作用下，铁离子向阳极电极22迁移并被阳极电极22所吸附，能够将杂质离子从钒电解液中分离出来。在使用电极分离杂质离子时，工作人员启动振动器242，振动器242驱动传动支架243振动。在传动支架243的作用下，阳极电极22或阴极电极23跟随传动支架243振动。在将杂质离子分离后，钒电解液最终从第三输出管214处输出。在阳极电极22吸附性能达到极限后，向杂质离子提纯桶21内泵入解吸剂解吸，将解吸后的阳极电极22与直流电源反向连接，泵入去离子水，得到再生阳极电极22。

[0056] 电解液的提纯装置从过滤状态切换至清洁状态时，第一输入管113和第一输出管115处于关闭状态。工作人员旋转调节手轮1232。在调节座1231的配合下，调节丝杆1233仅能够相对调节座1231旋转，也即调节丝杆1233无法相对调节座1231移动。由于调节套筒
1234是通过多根连接杆1235和第二滤板124卡接于多根限位杆118，且调节丝杆1233和第二滤板124间隔设置，因此调节丝杆1233能够带动调节套筒1234相对第一滤板121移动。调节套筒1234通过多根连接杆1235带动第二滤板124逐渐远离第一滤板121，直至第二滤板124和第一滤板121完全分离。在清洁状态下，清洁液从第二输入管114注入第一桶体111内。清洁液在注入第一桶体111内后，清洁液能够将第二滤板124表面的固体杂质从多个第二通孔
125冲至第一滤板121表面。清洁液在到达第一滤板121和第二滤板124之间后，清洁液能够将第一滤板121和第二滤板124之间的固体杂质从多个第一通孔122冲出。在清洁液将固体杂质从第一通孔122处冲出后，清洁液带动固体杂质最终从第二输出管116处输出，从而能够达到清洁第一滤板121和第二滤板124表面堆积的固体杂质的目的。工作人员通过控制调节手轮1232的旋转方向，能够控制固体杂质提纯机构1在过滤状态和清洁状态之间切换。

[0057] 如图1和图7所示，本申请还提供了一种电解液的提纯装置的提纯方法，包括以下步骤：步骤S1：一次提纯，通过固体杂质提纯机构1分离固体杂质。

[0058] 步骤S2：二次提纯，通过杂质离子提纯机构2分离杂质离子。

[0059] 本申请提供的电解液提纯方法，通过一次提纯分离钒电解液中的固体杂质，并通过二次提纯分离钒电解液中的杂质离子，提纯效果好。通过一次提纯，能够防止钒电解液中的固体杂质影响二次提纯的提纯效果。

[0060] 本申请中一个或多个实施例旨在涵盖落入本申请的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本申请中一个或多个实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。