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%.     

添加剂对全钒液流电池电解液的影响

采用化学还原法由V2O5制备了V(Ⅳ)、V(Ⅲ)离子硫酸溶液,结合原子发射光谱法测定了多种添加剂对钒离子浓度的影响,并采用循环伏安法研究了添加剂加入后电解液在铂电极上的电化学行为.结果表明,多种添加剂加入后电解液中钒离子浓度有所增加,但对钒离子硫酸溶液的电化学可逆性以及溶液电导率基本没有影响.     

铅酸电池电解液添加剂GAT研究

通过恒电流放电曲线的测定,研究共晶型电解液添加剂ＧＡＴ的添加量对铅酸电池大电流（１１Ａ）放电性能的影响。并用扫描电镜（ＳＥＭ）观察了负极片的表面形貌,初步探讨了添加剂的可能作用机理。结果表明：加入５～１０ｇ／Ｌ的ＧＡＴ,电池的循环寿命延长了６１％～７６％。     

电解液添加剂GAT对铅酸电池自放电性能的影响

通过自放电实验、循环伏安法及X射线色散能谱(EDX)分析,研究共晶型电解液添加剂GAT对铅酸电池自放电性能的影响.结果表明:GAT的加入,电池的自放电稍有增加;从对电池自放电性能的影响角度看,GAT添加量宜小些.并初步探讨了添加剂对电池自放电性能影响的可能机理.     

水系有机液流电池中分子体系研究进展

作为一种极具潜力的大规模储能设备,氧化还原液流电池（redox flow batteries,RFBs）近十年来发展迅速。与传统水系无机RFBs（以钒、锌、铁、卤素等无机离子为氧化还原活性分子）相比,水系有机氧化还原液流电池（aqueous organic redox flow batteries,AORFBs）的电化学活性分子种类更多、来源更广,AORFBs已成为RFBs领域中的研究热点。此外,有机分子所具有的结构易修饰、电化学窗口灵活可调的优势,使AORFBs有望突破传统水系RFBs的功率和能量密度。然而,目前有机分子的稳定性差和溶解度低等问题使AORFBs的实际寿命和运行成本仍无法与钒液流电池的相比。为此,研究者们做了大量工作,本文综述了5类常见的AORFBs体系的研究进展,分别为以有机金属配合物、氮氧自由基、醌类化合物、紫精衍生物和有机聚合物作为活性分子构成的AORFBs体系;总结了各类AORFBs分子体系的特点和待解决的科学问题,并对未来AORFBs的发展方向进行了展望。     

全钒液流电池电极材料的研究进展

介绍了全钒液流电池的结构、原理、特点及其发展过程，对制约全钒液流电池发展的电极材料这一关键组成作了论述.从电极材料的对比分析、电极改性方法的介绍及其电化学性能的优化机制等方面，综述了钒电池电极材料的发展过程及现状.     

锂离子电池非水电解液导电添加剂

从理论的角度分析了影响非水相锂离子电池电解液电导率的主要因素.论述了阳离子型、阴离子型和中性分子型等不同类型导电添加剂的研究进展、性能和作用机理,并提出了导电添加剂未来两个可能的发展方向.     

全钒液流电池正极和负极材料的处理方法

为了获得大反应电流,全钒氧化还原液流电池使用聚丙烯腈基碳毡为电极活性材料.在空气中热处理碳毡可以增加其表面含氧官能团浓度,改善碳毡的亲水性,降低反应过电位.实验表明:电池的过电位主要由正极反应造成;热处理正极碳毡可以大大降低电池极化内阻,负极碳毡热处理后降低了析氢过电位,从而降低了电池的电流效率;正极使用热处理后的碳毡,负极使用未经处理的原毡,可以获得更好的电池能量效率.     

全钒液流电池荷电状态检测方法研究

提供了2种方便快速在线检测全钒液流电池SOC状态的方法. 其一,将一定SOC状态的参比溶液,与待测的正负极电解液通过离子交换膜,用石墨棒做电极组成电池,检测其开路电压,对比在此浓度下的标准电势曲线,确定电解液所处的SOC状态;其二,在电解液管路中并入一个装置将正负极电解液通过离子交换膜连接起来,使用石墨棒做电极,检测其两电极间电势差,即为电池的开路电压;可以将这2种方法结合起来,可以准确地实时检测到电池所处的SOC状态,对于电池的安全有效运行,有着十分重要的意义.     

全钒液流电池用SPFEK／PPy复合膜

为了降低质子交换膜磺化聚芴醚酮（sulfonated poly（fluorenyl ether ketone）,SPFEK）在全钒液流电池应用中的钒离子渗透率,采用吡咯（pyrrole,Py）单体和SPFEK为原料制备了SPFEK／PPy（polypyrrole,PPy）复合膜。在pyrrole中浸渍SPFEK膜通过氧化法聚合Py得到SPFEK／PPy复合膜,根据SPFEK膜在pyrrole中浸泡时间不同,得到一系列SPFEK／PPy复合膜。对SPFEIC／PPy系列膜进行性能表征,发现随复合膜的吸水率提高,导质子率降低,抗钒离子渗透率明显增强。综合各种性能,选择综合性能最好的SPFEK／PPy-1复合膜组装全钒液流电池来评价电池性能。结果表明,相对于纯SPFEK膜,在各个电流密度下,电池的放电时间明显增长,库伦效率均增大了约5％。     

全钒液流电池的质子传导膜研究

全钒液流电池有望用于大规模太阳能、风能发电过程,用作蓄电储能设备,稳定输出功率. 质子传导膜作为该电池内的重要功能材料之一,目前已得到广泛的研究. 该文分析介绍了本实验室制备质子传导膜的工艺,以及面电阻、化学稳定性等膜性能指标,并与现有商业化质子传导膜进行比较.     

PVA-ZrP复合膜作为全钒液流电池隔膜的研究

采用浇铸浸渍法制备了PVA-x%ZrP(磷酸锆)(x=10, 15, 20)复合膜. 采用红外光谱(IR)和差热分析(DTA)对膜进行表征. 考察复合膜在不同电流密度(0～70 mA/cm2)下的膜压降和对VO2 /VO 2离子的渗透性. IR研究结果表明, 复合膜中ZrP与PVA间产生相互作用, 使得PVA的微观结构发生变化. 复合膜在165～170 ℃之间出现强吸热峰, 这是由于磷酸锆脱去结晶水及PVA分子内脱去化学吸附水, 于220 ℃开始出现一个较强的放热峰, 表明PVA的分子内羟基缩合脱水和磷酸锆开始发生相变. 复合膜的膜压降除了与电解液硫酸浓度有关外, 还与其中的ZrP含量有关, ZrP含量增加, 膜压降也提高, 但离子选择性也增加, 表明复合膜由其微结构中的电解液导电逐步向ZrP导电过渡;所制备的复合膜中, PVA-15%ZrP具有较好的综合性能.     

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...     

全钒液流电池导电双极板材料研究

以PVDF和石墨为基体制备了全钒液流电池的双极板,并测定了双极板的电导率和弯曲强度. 结果表明所用膨胀石墨填加量为50%时,所制得的双极板同时具有优异的导电性(92 S/cm)和机械强度(51 Mpa).     

水系锌离子电池电解液添加剂的研究进展

水系锌离子电池具有比容量高、安全性高和经济性好的特点,是最具潜力的新一代电化学储能装置之一.然而,直接利用锌箔作为负极存在严重的锌枝晶和副反应等问题.近年来,大部分研究主要聚焦于通过电解液添加剂来抑制枝晶的生长和减少副反应的发生,以此获得高性能的水系锌离子电池.首先,介绍了水系锌离子电池概况;然后,系统总结了电解液添加剂抑制枝晶生长和副反应的机理;最后,对电解液添加剂策略在水系锌离子电池中的进一步发展提出了建议.     

全钒液流电池的稳态充电数值模拟

为研究大容量蓄电储能全钒液流电池的充电能力,建立基于电池内部传递与反应相耦合的机理模型,模拟电池二维、等温、稳态、充电的状态,得到电池极化的比重数据,并从机理出发深入分析极化的主要来源.通过数值模拟碳毡电极电导率对电极过程的影响,给出反应区域的二维分布特点及规律.研究结果表明:欧姆极化约占总极化电压的50%,浓差极化约占30%,动力学极化占20%;反应区域的分布与多孔电极电导率及电解液电导率的相对大小有关,电流总是选择电阻较小的方式传导.     

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。     

电解液添加剂对镜电极性能的影响

通过循环伏安法和Zn-Ni实验电池的实效放电，研究了有机物质DE作为电解液添加剂对锌电极充放电性能的影响。实验表明，DE通过在电极上的吸附，可减少锌电极的变形，提高锌电极的循环寿命。在Zn-Ni电池中可减少对Ni电极的毒化。     

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。     

双卡尔曼滤波下的全钒液流电池荷电状态估计

全钒液流电池(vanadium redox flow battery,VRB)荷电状态(state of charge,SOC)是评价电池性能、估算电池容量的重要参数,也是储能系统管理和调控的关键依据。文章通过搭建实时仿真平台,采用基于卡尔曼滤波原理,在扩展卡尔曼滤波(extended Kalman filter,EKF)算法的基础上提出的双卡尔曼滤波(double Kalman filter,DKF)算法对全钒液流电池SOC进行在线估计,并将其与传统的安时积分法测量方式进行对比分析。实验表明,该方法相比于安时积分法具有更好的准确性,且估算误差在2%以内。