正负极电解液对钒电池能量衰减的影响研究

为提升钒电池的能量效率、降低电池在充放电循环过程中的容量衰减,对正负极电解液钒浓度和硫酸浓度不同的三组电池进行充放电实验。分别对钒浓度为1.7 mol/L、硫酸根浓度为4.5 mol/L,钒浓度为1.55 mol/L、硫酸根浓度为4.1 mol/L,钒浓度为1.55 mol/L、硫酸根浓度为4.7 mol/L的三种电解液进行循环伏安实验。实验表明负极电解液在较高的硫酸浓度和较低的钒浓度下,钒离子迁移量较小,电池的容量衰减较小,能量效率也较高。     

钒电池电解液中氯离子测定方法研究

使用氧化还原电极与复合银电极相结合的方法测定钒电解液中氯离子含量。研究表明,三、四价钒离子不会干扰钒电解液中氯离子的测定,利用钒电解液自身的氧化还原特性将钒电解液中影响测定的二、五价钒离子转化成三、四价钒离子,从而测定各种价态钒溶液中的氯离子浓度。浓度≤2.0 mol/L,取样体积0.5~2 m L的钒电解液中钒离子浓度不影响测定。回收率为98.83%~101.40%,测量标准偏差(RSD)≤0.030 1 mol/L,表明该方法简便、快速、准确,适合大批量钒电解液的现场充放电过程中氯离子含量数据监控。     

添加剂对钒电池电解液性质的影响

在含3 mol/L钒离子的钒硫酸溶液中分别加入碱金属硫酸盐、碱金属草酸盐以及有机物脲和甘油等添加剂,提高了电解液稳定性。探讨了添加剂影响钒硫酸溶液稳定性的机理。对含添加剂的钒硫酸溶液的电导率的测定表明,适量添加剂不会降低溶液的电导率,有些甚至稍有提高。对含有添加剂的钒硫酸溶液进行了循环伏安试验,表明添加剂的加入不会对钒硫酸溶液的电极反应产生不利影响。     

六氟磷酸锂浓度对锂离子电池性能的影响

配制不同浓度(0.8~2.2 mol/L)的Li PF6/EC+EMC+DMC(质量比1∶1∶1)电解液,用循环伏安、电化学阻抗谱(EIS)和恒流充放电测试并结合Li+迁移数、电导率和黏度等参数的测试,研究锂盐浓度和电解液物化参数对电池倍率性能、循环性能的影响。电解液浓度为1.6~1.8 mol/L时,制得的锂离子电池倍率性能和循环性能最佳。电解液浓度为1.6 mol/L和1.8 mol/L的电池在3.65~2.00 V循环,20.0 C放电相对于0.5 C时的容量保持率分别为89.10%、91.1%;以1.0 C充电、10.0 C放电循环300次,容量保持率分别为56.22%、62.6%。     

提高钒电池电解液的稳定性

为获得高比能量的钒电池电解液 ,在钒硫酸溶液中分别添加 2 %甘油和 2 %硫酸钠 ,提高了溶液中钒离子的溶解度和稳定性。利用循环伏安法测量含添加剂的钒硫酸溶液 ,得出溶液中少量的甘油和硫酸钠不会对钒氧化还原反应的可逆性产生不利的影响。用含甘油的钒硫酸溶液作为电池电解液组装钒电池 ,测量了电池的充放电性能 ,表明含 2 %甘油的钒硫酸溶液单位体积的电容量较大。     

温度和浓度对钒电解液性能的影响

钒电池系统主要由隔膜、极板、电极、正负极电解液储液罐和循环泵等几部分构成。充放电过程中,正负极电解液中钒离子的价态发生变化,实现电能的存储和释放。对不同浓度的钒电解液在不同温度下的电化学循环伏安行为进行了研究。结果表明,在同一温度下,随着含钒离子浓度增大,参加电化学反应的离子数量增多,钒电池可以产生更大的输出电流。同时随着含钒离子浓度增加,电化学反应的可逆性变差,钒电池充放电循环过程的能量损失将会增加,这势必会降低电池的能量效率;对于同一浓度下的钒电解液,氧化反应和还原反应的峰值电流值随着温度的升高而增大。适当提高钒电解液温度,可提高全钒液流电池的输出电流。     

V3+/V4+电解液的制备及溶解性研究

以V2O3和H2SO4为原料,通过煅烧-溶解的方法得到了钒氧化还原液流电池电解液.电位滴定测试表明该方法可以得到V3 和V4 离子浓度之比正好为1的钒氧化还原液流电池电解液.研究结果表明通过在煅烧物料中加入适量的Na2SO4可以提高电解液中V3 和总钒离子浓度;在电解液中加入硝酸钠可以提高电解液中钒离子的浓度,但它使V3 离子不稳定,而变为V4 离子.     

添加剂对全钒液流电池电解液稳定性的影响

为获得更高浓度、更稳定的钒电池阳极电解液,在钒离子硫酸溶液中分别加入了硫酸钾、硫酸钠、硫酸锌、尿素、柠檬酸、柠檬酸钠、柠檬酸三钠和EDTA,并恒温在43℃保存。利用电位滴定分别测定钒离子硫酸溶液恒温保存1和30 d后的钒离子浓度。结果表明,硫酸钾、硫酸钠、硫酸锌、尿素等添加剂可以使钒离子硫酸溶液更稳定,而柠檬酸、柠檬酸钠、柠檬酸三钠和EDTA不适合做添加剂。     

用Shedlovsky方法求解298.15K时硫酸氧钒离子对解离常数

采用电导法测定了水溶液中298.15 K时VOSO4·n H2O(s)的电导率,通过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Shedlovsky方法求解硫酸氧钒离子对的解离常数。经过数据处理得到了298.15 K时硫酸氧钒极限摩尔电导率Λ0为209.205 020 9S·dm2/mol,硫酸氧钒离子对的解离常数Kd为0.001 756 218,进而可以研究其他相关热力学性质。     

离子液体在双电层电容器中的应用研究

研究了以一种咪唑类离子液体1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐(EMI.BF4)为支持电解质盐,分别以碳酸丙烯酯(PC)、乙腈(AN)、二甲基甲酰胺(DMF)为溶剂的3种新型电解液的电化学特性;进而使用这3种新型电解液组装了活性碳电极双电层电容器(EDLC),对电容器的性能进行了研究。结果表明:EMI.BF4在PC、AN、DMF中均具有较大的溶解度(>6mol/L);25℃时EMI.BF4/PC、EMI.BF4/AN和EMI.BF4/DMF溶液浓度分别为2.7mol/L、2.4mol/L和2.6mol/L时电导率达最大值(20.3mS/cm、66.3mS/cm和35.3mS/cm),对应的电化学窗口分别为3.7V、4.0V和3.6V。以这3种EMI.BF4/有机溶剂溶液为电解液的双电层电容器,在充电后期均未出现因“离子贫乏效应”所导致的电容器电压急剧升高现象;其中以2.4mol/LEMI.BF4/AN为电解液的电容器具有最为优良的充放电性能和相对较高的工作电压。     

复合添加剂对钒液流电池正极电解液的影响

分别采用硫酸钠、乙醇以及将二者混合的复合物质作为钒电池电解液的添加剂,采用循环伏安、充放电、紫外可见光测试、热稳定性测试等方法研究了不同添加剂对电解液的影响,结果表明,复合添加剂(硫酸钠和乙醇的混合物)可以有效改善钒电池正极电解液的电化学活性以及热稳定性。     

钼酸盐的电化学行为及其对甲醇氧化的催化作用

用循环伏安和线性电位扫描法研究了硫酸溶液中多晶铂电极上Na2 MoO4 的电化学行为及其对甲醇氧化的催化作用。结果表明 ,Na2 MoO4 在 3 .7mol/LH2 SO4 溶液中 ,一步还原生成不稳定的有色产物钼青铜 (HxMoO3) ,还原峰电位为0 .0V(相对于饱和甘汞电极 ) ,并有一对应氧化峰。多晶铂电极因钼酸盐的还原与氧化而得以修饰。这种修饰电极对甲醇的氧化有很强的催化作用。修饰多晶铂电极上甲醇的氧化电流远大于未修饰多晶铂上的氧化电流。在 1mol/LCH3OH + 0 .0 5mol/LNa2 MoO4 + 3 .7mol/LH2 SO4 溶液中 ,正向扫描电位超过还原钼酸盐氧化峰电位后 ,氧化电流大于相应甲醇和钼酸盐硫酸溶液中氧化电流和的 2倍以上。甲醇在未修饰多晶铂电极上由于吸附一氧化碳中毒引起的电流下降现象 ,也因还原钼酸盐的修饰作用而消失。     

电催化合成酸性过氧化氢的研究

在燃料电池型反应器中,以基于BP2000/PTFE材料制备的气体扩散电极作为阴极电极,以循环流动的硫酸溶液作为电解液,进行电化学合成过氧化氢的研究。探讨了电催化氧还原反应制备过氧化氢的反应过程及机理,同时分析了不同催化剂、电解液p H及电解电压对电解效果的影响。结果表明较优的电解条件是:阴极催化剂采用BP2000的担载量为2 mg/cm2,外加电压为1.5 V。在0.5 mol/L H2SO4溶液中生成过氧化氢的电流效率可达70%,过氧化氢浓度达到1.38mol/L(质量分数约为4.7%)。     

石墨在钒电池电解液中的电化学行为

为进一步认识石墨材料在钒电池集流体中的稳定性机理及其影响因素,探讨其作为钒电池关键材料的可行性,进行了循环伏安(CV)、充放电测试.结果表明,石墨在高浓度硫酸溶液中容易形成一阶石墨层间化合物( GIC),其在高电压下容易形成石墨氧化物(GO),使得钒离子在正极反应的可逆性遭到破坏,反应极化增大,电池的性能急剧下降.GO...     

准中性锌空气电池的研究

采用循环伏安和线性电流扫描等电化学方法系统研究了NaCl、KCl、NH4Cl、(NH4) 2 SO4等电解质溶液对锌电极和空气电极电化学行为以及锌空气电池放电特性的影响。电极电势和电池电压表明NH4Cl电解质特性相对较好 ;而且添加适量KCl既有利于提高电池的工作电压 ,又能减小锌电极的自腐蚀 ;4mol/LNH4Cl 1mol/LKCl是一种放电性能较好的锌空气电池用准中性电解液     

如何选择VRLA电池负极汇流排合金

介绍了采用电化学综合测试仪对Pb—Ca,Pb-Ca-Sn,Pb-Ca-Sn-Ag3种合金在4．5mol／LH2SO4 0．1mol／LNa2SO4溶液中以恒电位-1．10V极化240h的试验情况,试验结果表明：在贫液式富氧环境中,负极汇流排发生吸氧腐蚀是不可避免的;在上述3种试验合金中,Pb-Ca-Sn-Ag的腐蚀速度较缓慢,因此,它较适合作阀控铅蓄电池的负极汇流排。     

硫酸溶液中非铂金属上苯胺的电聚合行为

通过电化学方法对0.1 mol/L H2SO4 0.1 mol/L C6H5NH2溶液中苯胺在电工纯铁(DT3)和代号为40 Cr、紫铜和钢材420、304、321和316 L表面上的电聚合行为、上述材料在0.1 mol/L H2SO4溶液中的电化学行为进行了研究。结果表明,DT 3、40 Cr和紫铜三种材料上占主导地位的金属溶解反应抑制苯胺的氧化聚合,导致上述材料表面不能形成聚苯胺;在0.1 mol/L H2SO4溶液有很宽钝化电位区的420、304、321和316 L不锈钢都可在0.1 mol/L H2SO4 0.1 mol/L C6H5NH2溶液中进行苯胺的电化学聚合。不锈钢表面钝化膜影响苯胺聚合的起始电位。苯胺在420、304和316 L钢表面的起始氧化电位在1 100 mV左右,而由于321钢表面钝化膜中钛氧化物的存在,则使苯胺聚合的起始电位负移至700 mV。电位区间和扫描圈数相同时,基底材料不影响聚苯胺膜层的电导率,但降低阳极电位可显著提高聚合物电导率,为电化学合成导电聚合物、提高薄层金属双极板抗腐蚀性能奠定一定的基础。     

废旧锂离子电池中钴的酸浸过程研究

研究了大量废旧锂离子电池芯混合粉料中钴的湿法浸出技术,分别在硫酸体系和硫酸+双氧水体系中进行浸出实验,对比发现两种体系中浸出过程符合收缩核模型,双氧水的加入可使浸出过程的活化能降低从而有利于浸出。浸出的最佳工艺条件为85℃,反应120min,4mol/L硫酸,2.0mL双氧水/g粉末,液固比10。在该工艺条件下浸出钴的一次浸出率达93.2%。