釩電池正極電解液以及有機(jī)液流電池的電化學(xué)性能研究.pdf

1、在液流電池中，電解液既作為電池的離子導(dǎo)體，又作為能量的儲存介質(zhì)，所以電解液的性能決定了電池的整體性能。本文采用甲基磺酸作為釩電解液的支持電解質(zhì)，來提高電解液的電化學(xué)性能以及熱穩(wěn)定性;同時結(jié)合液流電池以及具有電化學(xué)活性的有機(jī)物的優(yōu)點，首次提出了全有機(jī)液流電池（AORFB）的概念。主要研究內(nèi)容和結(jié)論如下:
　　 (1)通過電解法電解以甲基磺酸為支持電解質(zhì)的釩電解液，結(jié)果表明，先采用石墨電極后采用石墨氈電極進(jìn)行電解時，電解過程的庫倫效

2、率最高;并且采用這種方法電解出的電解液極化最小(循環(huán)伏安峰電位差為82 mV)，循環(huán)伏安峰電流最大(52.5 mA)，且充放電性能最好。
　　 (2)通過對2 mol/L V(Ⅳ)在不同濃度硫酸和甲基磺酸中的電化學(xué)活性進(jìn)行循環(huán)伏安測試、極化曲線測試、充放電曲線測試、以及熱穩(wěn)定性測試。實驗表明，2 mol/L V(Ⅳ)在7 mol/L甲基磺酸中的電化學(xué)活性最優(yōu)，此時電解液的極化最小(峰電位差為82 mV)，擴(kuò)散系數(shù)最大((0.94

3、-1.52)×10-6 cm2/s)，電荷傳遞電阻最小(5.61Ω)，交換電流密度最大(4.57×10-3 A/cm2)，電極反應(yīng)速度常數(shù)最大（4.74×10-5 cm/s），將此電解液組裝電池進(jìn)行充放電時，電池的電壓效率和能量效率較高，并且五價釩離子在7 mol/L MSA中的熱穩(wěn)定性最好。
　　 (3)將正、負(fù)極活性物質(zhì)2，2，6，6-四甲基哌啶-1-氧基(TEMPO)和鄰苯二甲酰亞胺分別溶解于支持電解液（1 mol/L N