本发明涉及钒液流电池电解液，尤其涉及一种钒电解液多功能高分子添加剂及其制备方法。
背景技术：
1、对于常用的钒电解液，钒浓度为1.5～1.8mol/l。当钒浓度>1.5mol/l时电解液中酸浓度需要精确控制在3mol/l，工作温度在10～40℃，此时电解液的运行基本处于过饱和或超临界状态。为了维持高浓度电解液的稳定运行，稳定剂/添加剂的研究与开发成为电解液研究的热点和重点。在选择添加剂时，既要兼顾电解液中v的各种价态离子，还要考虑对电化学性能的影响，常用的添加剂主要有无机盐、有机物和聚合物，其中，引入无机盐等同于引入杂质离子，有机添加剂通过配位稳定钒的价态通常使用量较大，容易增大电解液密度，导致导电率下降。活性聚合可以对聚合物的组成和链段顺序进行精确调控，可制备传统自由基聚合无法实现的嵌段共聚物，聚合物结构可根据需要灵活设计。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种钒电解液多功能高分子添加剂及其制备方法解决上述问题。
2、本发明采用的技术方案如下：
3、一种钒电解液多功能高分子添加剂的制备方法，包含以下步骤：
4、步骤s1、称取3-9质量份可逆加成-断裂链转移试剂，10-30质量份羧基或氨基单体，100-150份去离子水和0.2-0.6份引发剂，混合搅拌溶解，通入氮气并加热至70-85℃，反应1.5-3h，得到混合液一；
5、步骤s2、另称取5-30质量份磺酸基单体、40-80质量份去离子水和0.2-0.6质量份引发剂，混合搅拌溶解后加入混合液一中，加热至75-90℃，反应1.5-3h，得到混合液二；
6、步骤s3、另称取0.5-1质量份功能单体、10-20质量份去离子水和0.05-0.1质量份引发剂，混合搅拌溶解后加入到混合溶液中，加热至75-90℃，反应8-12h，得到混合溶液三；
7、步骤s4、取混合液三过滤，在30-40℃下真空干燥12-18h并用研钵研磨，得到多功能高分子添加剂。
8、优选的，步骤s1中可逆加成-断裂链转移试剂为2-[(十二烷硫烷基)硫代酰基]-硫烷基丙酸、二硫代苯乙酸酯氯化吡啶盐、s-(2-丙酸)-s’-(2-甲基丙酸)三硫代碳酸酯、二硫代苯甲酸酯氯化吡啶盐中的任意一种。
9、优选的，步骤s1中羧基或氨基单体为丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、羟甲基丙烯酰胺中的任意一种。
10、优选的，步骤s1、s2和s3中引发剂为偶氮二氰基戊酸、过硫酸铵、过硫酸钠、过硫酸钾中任意的一种。
11、优选的，步骤s2中磺酸基单体为甲基丙烯磺酸钠、对苯乙烯磺酸钠、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸中的任意一种。
12、优选的，步骤s3中功能单体为：三苯乙烯苯酚聚乙二醇甲基丙烯酸酯bom25、烷氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯bom60、含双键的脲杂环类化合物v-70m中的任意一种。
13、优选的，步骤s4中多功能高分子添加剂的粘均分子量为：1000-10000。
14、一种钒电解液多功能高分子添加剂采用上述的一种钒电解液多功能高分子添加剂的制备方法制备得到。
15、本发明的有益效果是：
16、1.本发明多功能高分子添加剂加入负极电解液中，高分子添加剂上的羧基、氨基和磺酸基可与v2+与官能团络合，外层电荷增多产生静电斥力，形成保护层，阻碍v2+团聚形成沉淀，提升钒电解液浓度并拓宽钒电解液使用的低温区间。
17、2.本发明多功能高分子添加剂加入正极电解液中，一方面，高分子添加剂上的羧基、氨基和磺酸基可与vo2+形成络合物，抑制v2o5的成核和结晶，减少粒子之间的吸引力来降低粒子集聚，另一方面，添加剂起着分散剂的作用，基于库仑排斥和空间位阻的共同作用，能促进水合5价钒离子的分散性，进而提升钒电解液浓度并拓宽钒电解液使用的高温区间。
18、3.本发明多功能高分子添加剂可通过功能单体与电极纤维的缔合作用吸附在电极表面，改善氧化还原电对在电极上的电化学可逆性和动力学，提高钒电池效率。
19、4.本发明多功能高分子添加剂采用活性自由基聚合的方式，高分子链段上含有多种官能团的嵌段结构，可随意调整各官能团间的配比，且可充分发挥各官能团的作用，加入钒电解液中可减少用量。
1.一种钒电解液多功能高分子添加剂的制备方法，其特征在于：包含以下步骤：
2.如权利要求1所述的一种钒电解液多功能高分子添加剂的制备方法，其特征在于：步骤s1中可逆加成-断裂链转移试剂为2-[(十二烷硫烷基)硫代酰基]-硫烷基丙酸、二硫代苯乙酸酯氯化吡啶盐、s-(2-丙酸)-s’-(2-甲基丙酸)三硫代碳酸酯、二硫代苯甲酸酯氯化吡啶盐中的任意一种。
3.如权利要求1所述的一种钒电解液多功能高分子添加剂的制备方法，其特征在于：步骤s1中羧基或氨基单体为丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、羟甲基丙烯酰胺中的任意一种。
4.如权利要求1所述的一种钒电解液多功能高分子添加剂的制备方法，其特征在于：步骤s1、s2和s3中引发剂为偶氮二氰基戊酸、过硫酸铵、过硫酸钠、过硫酸钾中任意的一种。
5.如权利要求1所述的一种钒电解液多功能高分子添加剂的制备方法，其特征在于：步骤s2中磺酸基单体为甲基丙烯磺酸钠、对苯乙烯磺酸钠、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸中的任意一种。
6.如权利要求1所述的一种钒电解液多功能高分子添加剂的制备方法，其特征在于：步骤s3中功能单体为：三苯乙烯苯酚聚乙二醇甲基丙烯酸酯bom25、烷氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯bom60、含双键的脲杂环类化合物v-70m中的任意一种。
7.如权利要求1所述的一种钒电解液多功能高分子添加剂的制备方法，其特征在于：步骤s4中多功能高分子添加剂的粘均分子量为：1000-10000。
8.一种钒电解液多功能高分子添加剂，其特征在于：所述多功能高分子添加剂采用如权利要求1-7任一项所述的一种钒电解液多功能高分子添加剂的制备方法制备得到。
