全钒液流电池电解液的研究进展

为探索钒电池电解液的研究发展,文章通过对比研究,对全钒液流电池电解液的制备方法、电解液的组成和添加剂对电解液的稳定性、电化学活性的影响等方面进行分析,较为全面阐述了当前钒电池电解液研究的方向和取得的进展,指明了钒电池电解液的研究方向。     

相关行业信息

高效环保钒电池问世中国工程物理研究院近日研制开发出高效环保钒电池。钒电池又名全钒离子还原液流电池,它是一种新型绿色环保电池。钒电池的工作方式不同于常规化学电源,而类似于汽(柴)油发电机,其具体技术特点有:(1)能量以     

硫-磷混合酸全钒电解液设计及电化学性能研究

全钒氧化还原液流电池(简称钒电池)作为一种大型储能技术,因其具有安全性高、稳定性好、使用寿命长、设计灵活、对环境影响小等优点而受到广泛关注。然而,钒电池因为钒化合物溶解度和钒离子的稳定性,使其发展和商业化应用受到一定程度限制。本文为提高钒电池的容量、能量密度和高温稳定性,对硫磷混合酸体系钒电解液的主要成分与其性能影响进行研究。通过电解液的稳定性、电化学性能和电池性能测试与分析,研究表明硫磷混酸体系可明显改善五价钒电解液高温稳定性,在50℃时,稳定时间较同浓度硫酸体系延长68 h。但当磷酸浓度超过0.2 mol/L,会产生新的磷酸氧钒沉淀,并且原有的五氧化钒沉淀逐渐消失。当硫磷混合酸电解液浓度组成为钒离子浓度为2.0 mol/L、硫酸浓度3.0 mol/L、磷酸浓度0.15 mol/L时,可以在50℃稳定运行,经100次充放电,硫磷混酸电解液无任何沉淀产生,其比容量为16.9 Ah/L,能量密度21.5 Wh/L,库伦效率可达94.0%。     

全钒氧化还原液流电池电解液的研究

研究在40℃温度下,添加剂对全钒氧化还原液流电池电解液稳定性的影响.通过采用硫酸亚铁铵溶液对钒电池电解液进行电位滴定,定量分析钒电池电解液中不同价态钒离子的浓度;利用循环伏安曲线扫描,分析添加剂的引入对电解液电化学性能的影响.结果表明:温度40℃时,添加剂对五价钒溶液稳定性的影响次序为:尿素>硫酸钾>CTAB>草酸铵>草酸钠;添加剂对钒溶液氧化活性的影响为:草酸钠>尿素>硫酸钾>CTAB>草酸铵;对还原活性的影响为:草酸铵>草酸钠>硫酸钾>CTAB>尿素;对氧化还原反应可逆性的影响为:尿素>草酸钠>硫酸钾>CTAB>草酸铵.     

电感耦合等离子体原子发射光谱法测定钒电池硫酸氧钒中钒和硫酸根

全钒液流电池是一种应用广泛的新能源技术,固体硫酸氧钒(VOSO₄·nH₂O,n=3~5)则是制备钒电解液的基础原料,钒及硫酸根含量及其比例关系决定着电解液乃至钒电池的品质,因此建立了电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)测定钒电池硫酸氧钒中钒和硫酸根的方法。优选了待测元素灵敏度适中的分析谱线,满足了同时测定钒电池硫酸氧钒中含量范围变化较大的钒和硫酸根的需要,并且优化了分析谱线的积分区域、同步背景校正区域等仪器检测条件,改善方法检测性能。以钒和硫酸根的混合标准溶液系列绘制校准曲线,使用基体匹配法消除基体效应的影响。方法中钒和硫酸根的测定范围分别为15.0%~30.0%和35.0%~50.0%;校准曲线线性相关系数大于0.9999。实验方法用于测定2个硫酸氧钒样品中钒和硫酸根,结果的相对标准偏差(RSD,n=11)小于0.50%;回收率为96%~104%。分别使用本法测定3个硫酸氧钒样品中钒和硫酸根,并与使用过硫酸铵氧化-硫酸亚铁铵滴定法测定钒、硫酸钡重量法测定硫酸根的结果进行比对,测定结果比较吻合。     

电感耦合等离子体原子发射光谱法测定钒电池硫酸氧钒中钒和硫酸根

全钒液流电池是一种应用广泛的新能源技术,固体硫酸氧钒(VOSO₄·nH₂O,n=3~5)则是制备钒电解液的基础原料,钒及硫酸根含量及其比例关系决定着电解液乃至钒电池的品质,因此建立了电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)测定钒电池硫酸氧钒中钒和硫酸根的方法。优选了待测元素灵敏度适中的分析谱线,满足了同时测定钒电池硫酸氧钒中含量范围变化较大的钒和硫酸根的需要,并且优化了分析谱线的积分区域、同步背景校正区域等仪器检测条件,改善方法检测性能。以钒和硫酸根的混合标准溶液系列绘制校准曲线,使用基体匹配法消除基体效应的影响。方法中钒和硫酸根的测定范围分别为15.0%~30.0%和35.0%~50.0%;校准曲线线性相关系数大于0.9999。实验方法用于测定2个硫酸氧钒样品中钒和硫酸根,结果的相对标准偏差(RSD,n=11)小于0.50%;回收率为96%~104%。分别使用本法测定3个硫酸氧钒样品中钒和硫酸根,并与使用过硫酸铵氧化-硫酸亚铁铵滴定法测定钒、硫酸钡重量法测定硫酸根的结果进行比对,测定结果比较吻合。     

P507萃取纯化V(IV)制备高纯钒电解液的研究

全钒氧化还原液流电池具有清洁、高效、安全、寿命长等优点,是一种新型的储能技术,成为目前研究的热点,其中高纯钒电解液的制备是研究的关键。以钒渣钠化焙烧后的含钒浸液为原料,通过"酸化-还原-萃取-反萃"一步纯化制备了高纯钒电解液。研究了V(IV)萃取及其与主要杂质元素硅和铝的分离效果,获得钒萃取纯化的优化条件为:P507浓度为30%, pH=1.8～2.0。温度对钒萃取影响较小;萃取过程中,钒与铝硅分离效果好;根据V(IV)的萃取和反萃分配曲线绘制了McCabe Thiele图,在pH=2.0、相比O/A为1∶1条件下,以30%(体积分数)的P507经两级(理论级)萃取,含钒20.9 g·L~(-1)的料液中的钒基本萃取完全,萃取率大于98%;硫酸溶液能够很好地反萃钒,通过控制H_2SO_4浓度和相比,经两级逆流反萃和去除夹带有机相后制得了高质量的硫酸氧钒电解液。     

VRFB电解液制备方法及应用性能研究进展

梳理归纳了储能钒氧化还原液流电池VRFB电解液在制备方法及性能应用方面的主要研究成果,初步得出钒原料纯净度、还原剂使用或提纯制备工艺,以及在VRFB电解液中添加诸如草酸类、醋酸类、聚丙烯酸、氯化钠等添加剂来改善VRFB电解液有沉淀、活性低等问题,添加钼酸钠可增加阴极电解液峰电流,提高VRFB容量及VRFB应用性能。     

氢气焙烧还原制备全钒液流电池用V2O3

针对氢气焙烧还原偏钒酸铵（AMV）制备全钒液流电池V2O3的试验条件、晶相和微观结构的影响展开研究。结果表明,优选试验条件为：氢气还原温度575 ℃、氢气还原时间1 h、氢气气流速率100 mL/min、还原后随炉冷却。通过上述试验方案获得的样品基本全部为V2O3,主晶相为V2O3,微观结构上晶粒饱满且以片状物或块状物的形式紧密堆积在一起。最终可生产电池级V2O3,并制备出合格的全钒液流电池电解液。     

氯化法制备高纯五氧化二钒技术研究进展

随着全钒液流电池等产业的快速发展,作为关键原料的高纯五氧化二钒,其需求日益增加.在高纯五氧化二钒的众多制备工艺中,氯化法因具有高效清洁、选择性高、产品纯度高等显著优势受到越来越多的关注.针对氯化法制备高纯五氧化二钒的三个关键技术环节:钒原料氯化过程的热力学、动力学和氯化工艺、粗三氯氧钒精制以及三氯氧钒转化制备五氧化二钒...     

专利信息

专利名称：一种制备锂离子电池正极材料磷酸钒锂的方法；专利名称：用于钒液流电池组的电极和电解液的制；专利名称：低温制备锂离子电池正极材料氟磷酸钒锂的方法；专利名称：玻璃衬底上彩色二氧化钒热色玻璃的制备方法；专利名称：一种石煤提钒焙烧工艺     

高纯V2O5制备工艺研究进展

高纯V2O5主要用于全钒液流电池、航天航空级钒铝合金以及钒系催化剂,是随着战略性新兴产业发展而兴起的关键原料。本文对高纯V2O5的用途进行了介绍,详细阐述了现有高纯V2O5的制备技术,包括针对含钒液、多钒酸铵/偏钒酸铵初级产品提纯的化学沉淀净化-多级结晶法、溶剂萃取法、离子交换法,以及近年来发展的基于工艺源头变革的氯化法、梯级阳离子置换法等,并对各工艺优缺点进行了系统比较,以期为我国高纯V2O5产业的发展提供参考。     

新能源储能与钒电池技术现状北大核心

新能源技术是21世纪最具潜力的技术之一,新型储能技术已成为新能源领域的重要组成部分,其技术发展水平直接影响新能源产业的发展。以锂离子电池、铅酸电池、液流电池为代表的新型电池产业增长迅猛,但其发展受技术、成本的限制,应用水平不一。钒氧化还原液流电池作为一种优良的绿色大规模储能设备,用作太阳能、风能发电过程的储能装置,电网调峰效果显著。本文分析了相关储能电池的技术特点、技术瓶颈,并基于钒电池研究应用现状,分析指出了钒电池技术发展的方向及有待解决的关键问题。     

全钒液流电池离子交换膜性能研究

考查了全钒液流电池用离子交换膜PE-01膜和Nafion膜的物理和电化学性能.研究表明:全氟化Nafion膜的离子交换容量和化学稳定性优于PE-01膜, Nafion膜的导电性好,适合大电流充放电,但正、负极钒溶液更易于相互渗透,水的转移较快,电池的库仑效率较低.PE-01均相膜的离子水迁移量与VO.2 扩散性比Nafion膜低.     

新能源储能与钒电池技术现状

新能源技术是21世纪最具潜力的技术之一,新型储能技术已成为新能源领域的重要组成部分,其技术发展水平直接影响新能源产业的发展。以锂离子电池、铅酸电池、液流电池为代表的新型电池产业增长迅猛,但其发展受技术、成本的限制,应用水平不一。钒氧化还原液流电池作为一种优良的绿色大规模储能设备,用作太阳能、风能发电过程的储能装置,电网调峰效果显著。本文分析了相关储能电池的技术特点、技术瓶颈,并基于钒电池研究应用现状,分析指出了钒电池技术发展的方向及有待解决的关键问题。     

非水系电解液在锂空气电池中的研究进展

近年来,随着绿色能源的兴起,锂空气电池以其高能量密度和绿色环保等特点,成为了研究热点.其中,采用非水电解液体系的锂空气电池的能量密度约为11420 Wh/kg,几乎等同于汽油的能量密度,这使得锂空气电池在电动汽车等方面具有极大的应用潜力.本文从碳酸酯基电解液、醚基电解液、含硫类电解液、基于离子液体的电解液、电解质盐类五...     

全钒氧化还原液流电池隔膜的改性研究

全钒液流电池的隔膜是限制该电池体系实际应用的关键因素之一,现在通常采用的Nafion隔膜虽然电化学性能和使用寿命优异,但是较大的钒离子透过率和高昂的成本限制了其广泛应用。本文选择了一种国内生产的用于水处理的隔膜进行改性研究,电化学试验表明:对该膜应用Nafion溶液浸泡的方法进行改性,可以在有效降低成本的同时达到较好的电化学性能,电流效率较高,但电压效率随电流密度升高下降较为明显;同时钒离子的透过率比Nafion膜大为改善,但是稳定性有待于进一步提高。     

锌铈液流电池研究进展

能源是经济发展和人们生活的重要物质基础.化石燃料的过度消耗加速了能源危机和环境污染的出现.新能源的利用是解决能源问题和环境问题的必然选择.太阳能、风能和潮汐能等新能源发电具有间歇性的特点,给电网的安全稳定运行带来很大的挑战.储能技术是新能源开发的关键技术.在各种储能技术中,电化学储能日益受到重视.液流电池是一种高效大规模储能系统.锌铈液流电池是已知的单电池电压最高的水溶液电解质电池.文中阐述了锌铈液流电池的工作原理,从正半电池反应、负半电池反应和隔膜3个方面综述了当前的研究进展.指出了锌铈液流电池研究中需重点关注的基础问题.     

大连融科储能中标全球最大规模液流电池应用示范工程

近日,大连融科储能技术发展有限公司(简称融科储能)与鞍山荣信公司合作团队成功中标国电龙源5 MW/10MWh储能电池系统工程,这是迄今为止全球最大规模的全钒液流电池储能系统应用示范工程。该系统将与国电龙源辽宁省法库县的卧牛石50 MW风电场配套,主要实现跟踪计划发电、平滑输出、提高电网     

电位滴定法测定钒电池电解液中硫酸根

钒电池电解液的酸根组成和浓度会严重影响电池的效率,需要准确地测定各种酸根的浓度,以便及时地进行调节。重量法是测定硫酸根的经典方法,但操作步骤繁琐、耗时较长,不能满足过程控制调整的要求。实验采用EDTA络合钒,再以NaOH标准滴定溶液利用酸碱滴定法测定溶液中总氢离子浓度,根据样品中不同价态钒的浓度通过计算即可得到样品中硫酸根浓度,实现了电位滴定法对含钒电解液中硫酸根离子的检测。实验对EDTA加入量、EDTA加入形式进行优化。分别按照实验方法和重量法测定1个钒电池电解液中硫酸根,两种方法无显著性差异;按照实验方法对两个钒电池电解液样品中硫酸根进行加标回收试验,回收率为98.9%~100.0%;按照实验方法测定3个钒电池电解液样品中硫酸根,结果的相对标准偏差(RSD,n=5)为0.13%~1.2%。分别使用实验方法和重量法测定含有不同价态钒的3个钒电池电解液中硫酸根,结果相吻合。