乙醇对钒电池电解液传质过程的机理研究

以五氧化二钒、硫酸等为原料,用化学合成法制备了用于钒电池的电解液。研究了在支持电解质硫酸浓度为2 mol/L的情况下,不同钒离子浓度的正极电解液的电化学性质,钒离子浓度为2 mol/L和3 mol/L的正极电解液中添加乙醇和KHSO4做循环伏安测试。实验结果表明:不添加任何添加剂时,电活性物质V4+为2.5 mol/L时电化学活性最好,电流密度最大;V4+浓度小于2.5 mol/L时,添加剂的加入不会对电化学反应产生不利影响;浓度大于2.5 mol/L时,醇类等具有络合效应添加剂的加入会降低电解液的电化学活性,而不具有络合效应的添加剂则影响较小。     

钒电池电解液伏安行为研究

用电化学法研究了钒离子浓度、支持电解液硫酸浓度、扫描速度以及加入如EDTA等添加剂后在石墨电极上的循环伏安行为,探讨了不同温度热处理石墨电极下的循环伏安行为,以及重铬酸钾活化处理与不进行任何处理的石墨电极的可逆性。结果表明:出现了V(IV)/V(V)电对的氧化和还原峰,而且扫描速度和支持电解液硫酸浓度的增大都使峰值电流增大,但钒离子浓度的增大反而使峰值电流减小,而加入添加剂对峰值几乎没有影响;热处理对石墨电极表面的活性有所提高,活化处理对V(IV)/V(V)电对的氧化和还原可逆性没有明显的提高,但对于V(Ⅲ)/V(Ⅱ)电对的可逆性有显著的增强。     

水热条件下甲酸还原V2O5制备钒电解液

以V2O5和甲酸为原料,在室温下、水体系中反应制得钒电解液,并以键价理论为基础,对其反应机理进行探讨.采用UV光谱和拉曼光谱对所制备的电解液的价态和浓度以及成键状态进行表征,利用循环伏安对其电化学性能进行测试分析.结果表明,甲酸可以和V2O5以1∶1的物质的量比进行氧化还原反应生成V(Ⅳ)电解液;硫酸会和钒离子形成配合物,提高电解液的稳定性和电化学可逆性;残留的甲酸有利于提高电解液的电导.     

三乙醇胺对全钒液流电池正极电解液的影响

通过热稳定性考察、紫外-可见吸收光谱、循环伏安和充放电测试,研究了三乙醇胺作为全钒液流电池正极电解液添加剂对电化学活性和5价钒电解液热稳定性的影响.实验结果表明,三乙醇胺对电解液的热稳定性有较大的提高,5价钒离子浓度在50℃下保存12h后仍有1.08mol/L,高于空白电解液的0.16mol/L.由可紫外-可见吸收光谱可知,三乙醇胺的加入没有改变钒的成键方式.同时,三乙醇胺对正极电解液的电化学活性和可逆性也有提高,有更高的峰电流和更小的峰电位差,组装的电池前30个循环平均能量效率可达80.4%,高于空白电池的1.4%.     

锡酸钠添加剂改善镁合金腐蚀及放电性能的研究

采用电化学方法探究了不同浓度锡酸钠添加剂对AZ31B镁合金在MgSO_4-Mg(NO_3)_2(0.14mol/L MgSO_4,1.86mol/L Mg(NO_3)_2)电解液中的腐蚀以及电化学放电行为的影响.结果表明,镁合金在含有1mmol/L锡酸钠添加剂的溶液中具有最大的极化电阻值、最短的滞后时间和最低的电压降.采用电化学阻抗、恒电流放电、线性极化曲线对含有和不含最优浓度锡酸钠添加剂的溶液进行长时间测试,发现在同等浸泡时间内锡酸钠添加剂的引入能够提高镁合金的耐腐蚀能力和放电活性.此外,对浸泡8d后的两个样品进行扫描电镜,结果表明锡酸钠的加入通过改变镁合金表面形貌来改善镁合金的电化学行为.     

电导法测定298.15K时硫酸氧钒离子对解离常数

为优化钒电池电解液配比和设置合理的充放电制度,需弄清自由钒离子活度和离子对的解离常数及其热力学性质.研究了电导法测定在298.15 K时水溶液中VOSO4.3.53H2O(s)的电导率,利用Origin数据拟合求出极限摩尔电导;采用改进的Ostwald稀释定律和改进的Davies方程求解活度系数,进而求得溶液的真实离子强度;采用Fuoss方法求解硫酸氧钒离子对的解离常数.经过数据处理得到298.15 K时硫酸氧钒极限摩尔电导率Λ0为203.2520325 S.dm2.mol-1,硫酸氧钒离子对的解离常数Kd为0.001 961 62,为电池性能有关的热力学性质提供了基础数据.     

液流电池电解质的溶液化学研究最终报告

针对高稳定性、高活性全钒液流电池电解液以及高能量密度单液流电池沉积型电对及固体电极电化学性能与电解质溶液之间构效关系、高稳定性浓电解质溶液化学理论及作用机制等关键科学问题,以具备较大应用潜力的全钒双液流以及锌/镍、全铅单液流电池体系电解质的溶液化学为研究重点,通过电化学测试与材料物性表征相结合,深入研究了电解质溶液对全钒双液流以及碱性沉积型锌负极和电池性能的影响,阐明了电解液流速、锌沉积面容量和电流密度的关联;考察了不同种类的无机、有机添加剂以及添加剂中的官能团对电解液的热稳定性以及电化学活性的影响,深入研究了电解液溶液及添加剂对固体氧化镍正极活性和稳定性的影响,探讨了电解液添加剂与锌负极和氧化镍正极的相容性;研究了全铅单液流电池电解质溶液的物化性质,探明电解液组成对电极性能的影响规律;研究了电解液添加剂对全铅单液流电池电极性能的影响及其作用机制;考察了支持电解质对电解液的热力学稳定性、电化学活性以及循环稳定性等的影响,优化了电解液的组成,提高了电池充放电的能量效率和循环稳定性。重要的创新点包括以下方面:(1)确定了对于全钒液流电池电解液的热稳定性和电化学性能具有积极作用的添加剂结构和支持电解质组成;(2)阐明全铅单液流电池电解液中铅活性离子对电极性能的影响规律,优化了铅离子浓度;(3)提出电解液中添加电解PbO_2,降低沉积型PbO_2电极极化,抑制铅累积和枝晶的新方法,获得了高活性、高沉积均匀性Pb负极和PbO_2正极。     

硫酸浓度对聚苯胺电合成的影响

采用循环伏安法,研究了不同浓度硫酸对苯胺在铂电极上电化学聚合的影响,初步探讨了聚合机理.结果表明:用循环伏安法合成聚苯胺(PAN)时,控制电位在-0.260～0.860 V(vs SCE)之间,扫描速率为100mV·s-1.苯胺浓度为0.20 mol.L-1,随着硫酸浓度升高,苯胺的聚合反应速率加快,PAN的电化学活性增强;循环伏安曲线对称性比较好,硫酸和苯胺组成的电解液具有优良的氧化还原可逆性.     

Determination of the Constant at 298.15 K Vanadyl Sulfate Ion-Pair Dissociation Using Electric Conductivity

为优化钒电池电解液配比和设置合理的充放电制度,需弄清自由钒离子活度和离子对的解离常数及其热力学性质.研究了电导法测定在298.15 K时水溶液中VOSO4.3.53H2O（s）的电导率,利用Origin数据拟合求出极限摩尔电导;采用改进的Ostwald稀释定律和改进的Davies方程求解活度系数,进而求得溶液的真实离子强度;采用Fuoss方法求解硫酸氧钒离子对的解离常数.经过数据处理得到298.15 K时硫酸氧钒极限摩尔电导率Λ0为203.2520325 S.dm2.mol-1,硫酸氧钒离子对的解离常数Kd为0.001 961 62,为电池性能有关的热力学性质提供了基础数据.     

聚乙烯亚胺电解液添加剂对锌离子电池性能的影响

针对电池在循环过程中存在副反应和枝晶生长的问题,以聚乙烯亚胺作为电解液添加剂,探究其对锌离子电池性能的影响.对有无添加剂的电池循环后的电极进行X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)以及电化学分析.研究结果表明:聚乙烯亚胺添加剂在锌负极表面形成的吸附层会阻碍副反应,同时促进锌离子均匀沉积,并最终影响电化学性能.当...