全釩液流電池正極電解液的研究.pdf

1、本文圍繞全釩氧化還原液流電池用電解液的優(yōu)化，著重研究了醇類(lèi)環(huán)狀有機(jī)添加劑和混酸介質(zhì)對(duì)釩電解液穩(wěn)定性和電化學(xué)性能的影響，主要內(nèi)容如下:
　　 分別以肌醇和植酸作為釩電池電解液的添加劑。采用循環(huán)伏安(CV)，穩(wěn)態(tài)極化曲線(xiàn)，交流阻抗(EIS)，紫外可見(jiàn)光譜，掃描電鏡(SEM)等方法研究了添加劑對(duì)電解液電化學(xué)活性和穩(wěn)定性的影響，初步探討了醇類(lèi)有機(jī)物改善正極電解液的穩(wěn)定性和電化學(xué)活性的機(jī)理。結(jié)果表明，添加極少量的肌醇和植酸不會(huì)改變釩離子自

2、身的成鍵方式，其結(jié)構(gòu)中的(-OH)或(=O)基團(tuán)可吸附于釩離子表面，使釩離子更加分散，從而擬制了沉淀的形成。同時(shí)釩離子存在形式的改變使溶液粘度降低，且活性羥基數(shù)目的增多為電子轉(zhuǎn)移過(guò)程提供更多的反應(yīng)活點(diǎn)，促進(jìn)了VO2+/VO2+電極反應(yīng)的的傳質(zhì)過(guò)程和電荷轉(zhuǎn)移過(guò)程。植酸作為添加劑的釩電池容量衰減明顯，SEM證明運(yùn)行后的植酸樣品正極石墨氈上出現(xiàn)明顯的塊狀沉淀。添加肌醇的電解液表現(xiàn)出具有最佳的充放電性能，30 mA·cm-2電流密度下，平均能量

3、密度提高到81.5％。
　　 采用不同比例的混酸介質(zhì)(CH3SO3H+H2SO4)作為釩電解液支持電解質(zhì)。通過(guò)循環(huán)伏安和交流阻抗研究了各種比例的混酸介質(zhì)中V(Ⅳ)/V(V)電極過(guò)程，結(jié)果表明，甲基磺酸含量為50％時(shí)的電解液具有最佳電化學(xué)活性。介質(zhì)為50％甲基磺酸的釩電池平均能量效率可達(dá)85.2％，且該體系的動(dòng)態(tài)釩電池在120 mA·cm-2電流密度下穩(wěn)定運(yùn)行，保持放電容量始終高于單一硫酸體系?；焖狍w系中釩離子穩(wěn)定性和電化學(xué)活性提