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.     

钒离子浓度和硫酸浓度对负极电解液电化学性能的影响

为了改善负极电解液的电化学活性,提高其能量密度,研究了钒离子浓度和硫酸浓度对电解液粘度、电导率和电化学活性的影响。结果表明,钒离子浓度和硫酸浓度通过改变电解液中的氢离子浓度和钒离子的聚集状态而影响电解液的粘度、电导率和电化学活性。负极电解液的粘度随着钒离子浓度和硫酸浓度的增加而增大;电导率随着硫酸浓度的增加而增大,但增加钒离子浓度降低溶液电导率。合适的硫酸浓度可以改善电解液的电化学活性,而提高钒离子浓度抑制了电解液传质和电荷传递过程。当钒离子浓度为2.0 mol/L,硫酸浓度为2.0 mol/L时,电解液的电化学活性和可逆性最好,其传质速率为(1.39～2.25)×10~(-7) cm~2/s,电荷传递速率为1.74×10~(-5) cm/s。     

钒化合物作为钒电池电极材料的稳定性及电化学行为研究

钒化合物具有较好电化学活性,有望用于提升钒电池电极电化学活性,但目前对于钒化合物在电解液中的稳定性及电化学行为的研究有待开展。因此,本文利用E-pH图、开路电位法、循环伏安法等方法,研究了V₂O₅、VO₂、V₂O₃、NaV₂O₅、VN等钒化合物在酸性电解液中的稳定性及电化学行为。在稳定性方面,结合钒化合物的E-pH图、溶解试验以及开路电位分析,VO₂、NaV₂O₅在钒电池电解液中不稳定,会发生快速溶解;V₂O₅在钒电池电解液中相对稳定,会发生缓慢溶解;V₂O₃和VN在钒电池电解液中较稳定,仅发生少量溶解。在电化学行为方面,结合钒化合物在2.0 mol·L^-1 H₂SO₄、0.1 mol·L^-1 V...     

铝掺杂磷酸钒锂的制备及电化学性能研究

针对磷酸钒锂电导率低的问题,以硝酸锂、偏钒酸铵、磷酸二氢铵为原料,甘氨酸为络合剂和燃料,葡萄糖为碳源,硝酸铝为铝源,采用溶液燃烧合成法制备铝掺杂的Li_3V_2(PO_4)_3/C粉末,以改善其电化学性能。将制备得到的铝掺杂的Li_3V_2(PO_4)_3/C粉末作为锂离子电池正极材组装成电池进行了恒电流充放电测试、循环伏安(CV)和交流阻抗(EIS)等电化学性能测试。结果表明:铝掺杂能有效提高磷酸钒锂电导率,不同的铝掺杂比例的磷酸钒锂具有不同的的电子电导率和锂离子扩散速率,从而具有不同的放电比容量、循环性能和倍率性能;当铝掺杂含量为1%时,磷酸钒锂具有最优的电化学性能,在充放电速度为10C循环500次后放电容量为104.6 mAh/g。     

超声辅助TiO2包覆尖晶石LiMn2O4及电化学性能研究

采用超声辅助溶液法在尖晶石LiMn2O4表面包覆TiO2.通过X射线衍射、扫描电子显微镜、恒电流充放电、交流阻抗技术分析合成材料的结构、形貌及电化学性能.结果表明:TiO2包覆LiMn2O4与LiMn2O4具有相似的X射线衍射结果,衍射峰尖锐,样品颗粒大小均匀,无明显团聚.室温下0.2C充放电时,表面包覆1％TiO2的LiMn2O4首次放电比容量为123.51 mAh·g-1,略低于未包覆LiMn2O4的124.02 mAh·g-1,但在2C和4C高倍率时,表面包覆1％TiO2的LiMn2O4比容量分别为105.54和80.73 mAh·g-1,远高于未包覆的79.76和66.37 mAh·g -1.室温及55℃下以0.2C倍率循环50后,表面包覆1％ TiO2的LiMn2O4容量保持率分别为91.69％和87.36％,远高于未包覆LiMn2O4的86.58％和78.02％.室温下以1C倍率循环100次后,表面包覆1％ TiO2的容量保持率比未包覆LiMn2O4高出3.75％.表面包覆TiO2后LiMn2O4的循环性能得到了大大的提高,尤其是高温循环性能.     

磷酸钒锂/碳复合材料在锂离子电池中的电化学性能及电极反应动力学研究

相比于溶胶-凝胶法制备的Li₃V₂(PO₄)₃/C(LVP/C-S),采用水热超声辅助流变相法结合溶液沉积法制备的Li₃V₂(PO₄)₃/C(LVP/C-R)复合正极材料具有更优异的电化学性能。通过XRD、SEM和Raman光谱仪等对合成材料进行表征。将合成材料作为锂离子电池正极组装半电池进行倍率和循环性能测试,同时通过循环伏安法、电化学阻抗以及恒流间歇滴定技术分析电极反应动力学。结果表明,水热超声辅助流变相法合成的Li₃V₂(PO₄)₃(LVP-R)通过溶液沉积法包覆碳层后,晶面间距增大,粒径更小,导电性、振实密度增大,分散性明显提升。这有利于Li⁺在正极材料中嵌入/脱出,以及缩短Li⁺的扩散路径,从而促使锂离子电池的倍率性能、库仑效率和循环稳定性提高。LVP/C-R作为锂离子电池...