全钒氧化还原液流电池用石墨毡电极的稳定性

为了探究全钒氧化还原液流电池用石墨毡电极的稳定性,采用循环伏安、质量分析法、SEM和充放电实验研究了石墨毡的电化学性能、质量及形貌的变化。研究结果表明：实验选用的石墨毡电极在实验时间内因氧化而发生失重,同时吸附电解液,使电极质量随时间变化呈先减少后增加的趋势。但是,石墨毡的电化学性能仍然保持稳定,单片电池的能量效率及库仑效率维持在80%与96%左右。     

全钒液流电池中石墨毡电极的改性研究

全钒液流电池是目前技术上最成熟,应用最广泛的电化学储能电池。为了加快其产业化进程,本文对电池的关键材料-电极作了简短的研究。简述了液流电池对电极材料的要求,介绍了电极材料的分类,并对各种电极材料的优缺点作出了比较,分析了各种电极材料的应用前景,重点介绍了石墨毡电极材料的改性方法,并对石墨毡电极材料的发展趋势进行了展望。     

全钒液流电池石墨毡电极的Ga2O3修饰

为提高全钒液流电池石墨毡电极的电化学性能, 采用热分解法将纳米Ga₂O₃沉积在全钒液流电池石墨毡电极表面。通过循环伏安测试、动电位极化曲线测试、扫描电镜测试(SEM)、X射线光电子能谱分析(XPS)和充放电实验考察了Ga₂O₃对石墨毡电化学性能和表面形貌的影响。研究结果表明:Ga₂O₃对电极反应具有显著的催化作用, 当用Ga₂O₃电极修饰石墨毡时, 电池正负极反应活性较未处理前分别提高13%和18%, 同时也导致全钒液流电池的容量更大, 电流效率和能量效率更高。     

全钒氧化还原液流电池的发展现状

简要介绍了全钒氧化还原液流电池的工作原理,并对钒电池的组成及其电解液的制备方法和钒电池的分类及市场前景进行了简明叙述。列举了钒电池在国外的商业化情况,并简要分析了国内外钒电池的发展过程和研究现状。中国风能、太阳能等可再生资源储量丰富,对环境友好的大容量存储电池需求迫切,因此认为近几年中国全钒氧化还原液流电池具有良好的发展前景,这将会极大促进中国钒资源的开发。     

无机水系液流电池中纳米粒子改性石墨毡电极研究

简单介绍了典型液流电池的工作原理及石墨毡本身的结构特征与物化性质,重点阐述了近年来纳米粒子修饰改性电极在液流电池中的应用,对比分析了不同修饰改性工艺及不同类型纳米粒子对电极材料性能的优化效果,并进一步总结了纳米粒子提高电极材料电化学活性机制机理。最后针对电极性能优化研究提出了未来有助于提高电池效率、降低电池成本的发展方向。     

木质素磺酸钠作为全钒液流电池添加剂的研究

摘要〖HTSS〗：采用电化学方法分析了不同含量木质素磺酸钠对钒电池正极电解液的影响。交流阻抗、紫外可见光谱和单电池充放电实验验证了木质素磺酸钠添加后的效果。分析结果表明：添加量为0.1% 时,电荷传递电阻由5.446Ω·cm2 减小到1.002Ω·cm2 ,双电层电容由4.16×10-4F·cm-2 减小到1.298×10-4F·cm-2 ,添加不同含量的木质素磺酸钠并没有显著影响激发态波长和吸光度,但是充放电性能显著提高,这表明木质素磺酸钠具有很强的化学及电化学稳定性,有利于提高钒离子的传导和电能的储存。     

全钒液流电池模拟与仿真研究进展

全钒液流电池(VRB)的模拟和仿真是电池系统设计、放大、控制和优化的基础。根据VRB模型的复杂程度,本文详细介绍了VRB经验和半经验模型的研究内容,重点分析了近年来发展迅速的机理模型研究,对比分析了每个模型的优缺点,指出了VRB模拟和仿真未来的研究方向主要是建立接近真实的模型以及与实际运行控制系统联合,同时模拟仿真的实体也应从单电池向电堆、模块和电池系统发展。     

全钒液流电池SOC测量技术的现状及改进思路

荷电状态SOC是表示电池储能状态的重要参数。文章分析了全钒液流电池正负极电解液SOC在实际运行中出现偏差的原因,综述了全钒液流电池正负极电解液SOC测量技术的现状及各技术的准确性和局限性,结合目前国内外的最新研究成果,提出了负极电解液SOC测量技术的改进思路。     

全钒液流电池关键材料研究进展

全钒液流电池是一种新型高效电能转化与储存装置。由于其电池输出功率与储能容量彼此独立,适用于风能、太阳能等可再生能源发电过程和电网调峰过程作为规模化储能装置使用。本文在介绍全钒液流电池原理基础上,重点围绕电池过程的关键材料展开讨论,包括电极材料的种类、各自特点与电极改性方法;电池隔膜材料的筛选结果、材料改性方法等国内外研究进展。     

全钒液流电池用离子交换膜的研究进展

由于全钒氧化还原液流电池(VRB)具有大规模储能和稳定发电的特点,引起了国内外的广泛关注。离子交换膜(IEM)是VRB中的重要组件,它不仅要隔开阴阳极电解液,而且还要传输离子以构成闭合回路。对全钒液流电池用离子交换膜做了系统介绍。从离子交换膜的基本功能出发,详细阐述了近年来国内外全钒液流电池用离子交换膜的研究进展及目前面临的问题,并展望了全钒液流电池大规模商业化应用的前景。     

Corrosion behavior of a positive graphite electrode in vanadium redox flow battery

The graphite plate is easily suffered from corosion because of CO₂ evolution when it acts as the positive electrode for vanadium redox flow battery. The aim is to obtain the initial potential for gas evolution on a positive graphite electrode in 2 mol dm⁻³ H₂SO₄ + 2 mol dm⁻³ VOSO₄ solution. The effects of polarization potential, operating temperature and polarization time on extent of graphite corrosion are investigated by potentiodynamic and potentiostatic techniques. The surface characteristics of graphite electrode before and after corrosion are examined by scanning electron microscopy, atomic force microscopy, and X-ray photoelectron spectroscopy. The results show that the gas begins to evolve on the graphite electrode when the anodic polarization potential is higher than 1.60 V vs saturated calomel electrode at 20 °C. The CO₂ evolution on the graphite electrode can lead to intergranular corrosion of the graphite when the polarization potential reaches 1.75 V. In addition, the functional groups of COOH and CO introduced on the surface of graphite electrode during corrosion can catalyze the formation of CO₂, therefore, accelerates the corrosion rate of graphite electrode.     

暂态边界电压法在线测试全钒液流电池阻抗

国内首次采用暂态边界电压法在线研究了全钒液流电池（VRB）的特性,建立了由电压源、电阻以及一个电阻与电容并联的3部分串联而成的等效电路模型;研究了电流密度和荷电状态（SOC）对等效电路元件的影响。实验结果表明,极化阻抗随电流密度的增加有轻微下降,在充电初期和放电末期达到最大值。与极化阻抗相比,充、放电过程中的欧姆阻抗最大,是导致电压损失的主要因素,分别为1.905Ω?cm2和 2.139 Ω?cm2,暂态边界电压法是一种简单且有效的表征全钒液流电池性能的新方法。     

全钒液流电池电解液流场结构优化设计

全钒液流电池电解液流场结构合理可使电流密度、钒电解液分布均匀,降低极化,提高电池性能。设计3种不同的电解液流场,研究流场结构对电池极化、充放电电流电压、功率密度和能量效率的影响。结果表明蛇形流场结构简单且易于加工,可使钒电解液均匀分布,增强电解液对流传质能力,能较充分利用钒电解液储能容量,电池的输出功率密度最高可达31.6 mW/cm2,与传统平行流场相比,电池电流效率提高13.9%,电压效率提高6.3%,能量效率提高14.8%,放电容量提高了35.3%。     

Graphite–graphite oxide composite electrode for vanadium redox flow battery

A graphite/graphite oxide (GO) composite electrode for vanadium redox battery (VRB) was prepared successfully in this paper. The materials were characterized with X-ray diffraction, X-ray photoelectron spectroscopy and scanning electron microscopy. The specific surface area was measured by the Brunauer–Emmett–Teller method. The redox reactions of [VO₂]⁺/[VO]²⁺ and V³⁺/V²⁺ were studied with cyclic voltammetry and electrochemical impedance spectroscopy. The results indicated that the electrochemical performances of the electrode were improved greatly when 3 wt% GO was added into graphite electrode. The redox peak currents of [VO₂]⁺/[VO]²⁺ and V³⁺/V²⁺ couples on the composite electrode were increased nearly twice as large as that on the graphite electrode, and the charge transfer resistances of the redox pairs on the composite electrode are also reduced. The enhanced electrochemical activity could be ascribed to the presence of plentiful oxygen functional groups on the basal planes and sheet edges of the GO and large specific surface areas introduced by the GO.     

离子液体BMIMBF4对全钒液流电池正极电解液的影响

为提高全钒液流电池的能量密度和正极电解液稳定性,采用循环伏安、交流阻抗等方法,研究了1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐（BMIMBF₄）作为正极电解液添加剂对溶液稳定性和电化学反应活性的影响,并对其机理进行了初步探讨。实验结果表明,添加BMIMBF₄后,正极电解液中五价钒离子的稳定性显著提高,电解液的电化学反应活性也有所提升。当添加量为1%时,电池的单位体积电容量比有所增加,并且能量效率有所提升。     

钒液流电池变电流快速充电方法

  基于电池快速充电基本原理,采用了变电流间歇恒压充电方法,并结合正交试验方法,对自制单片钒液流电池进行了一系列的充放电测试,获得了最佳充电参数。结果表明：采用变电流间歇恒压充电方法,充电时间相比恒流恒压充电方法缩短近50%;且获得了大致相同的放电容量,放电比率为100%;多次充放电循环后,放电容量未见衰减,取得了良好充电效果。