全钒液流电池用石墨毡电极材料的电化学处理

研究了用电化学氧化法处理石墨毡电极并用于钒电池的性能,用正交试验法考察了电化学氧化处理的最佳工艺参数。采用处理后的石墨毡电极和国产离子交换膜组装成电池,在30mA/cm2下充放电,电压效率可达85%,能量效率可达95%,且循环性能稳定,与同种材料用酸及热处理得到的石墨毡电极对比性能优越。电化学氧化后的石墨毡作钒电池正极的效果优于负极。     

全钒氧化还原液流储能电堆

采用高密度石墨板为集流板,质子交换膜为隔膜,多孔碳材料为电极,组装成全钒氧化还原液流电池,研究了不同质子交换膜、多孔碳材料和电解液的流量对电池性能的影响,用15个单电池组装成了全钒氧化还原液流储能电堆,电堆的电极和隔膜的有效面积均为546 cm2,并对电堆的充放电性能进行测试和表征.结果表明,以PVDF-g-PSSA膜为隔膜,聚丙烯腈石墨毡为电极的全钒氧化还原液流储能电堆充放电可逆性能好,能量效率随着充放电电流密度增加而减小,电流密度在40 mA/cm2左右时,能量效率高达82.3%,电堆的库仑效率随电流密度增加而增加,电流密度超过1 00 mA/cm2时,库仑效率可达94.5%.     

钒氧化还原液流电池研究进展Ⅱ电池材料的发展

介绍了国内外钒氧化还原液流电池的电极材料 (炭素类和金属类 )、集流板、电池隔膜材料的研究发展状况以及电解液的制备情况。石墨作电池正极易腐蚀 ,DSA电极可用于钒电池 ,但成本较高 ;石墨毡是一种稳定的电极材料 ,质量轻、成本低 ,对其进行各种处理可提高电池性能。集流板和电池隔膜材料都制约着钒电池的发展 ,详细介绍了它们的发展情况。如何高效制备出钒电池电解液并提高其稳定性也是研制钒电池的重要问题     

钒液流电池复合电极腐蚀的研究

通过扫描电镜和红外光谱等手段对失效钒电池的复合电极进行分析,研究发现正极一侧导电塑料集流板存在有氧腐蚀,造成其中的碳流失,电阻增大;正极一侧的石墨毡也存在氧化侵蚀,石墨毡中的碳纤维坑蚀现象明显;钒电池负极在充电过程中存在析氢过程,在石墨毡上生成-CH2-功能团.通过比较石墨毡经由浓硫酸处理和升温氧化过程的腐蚀情况,表明钒电池充电过程中正极析出的氧原子与碳的反应活性相似于500℃以上空气中氧的反应活性.     

全钒液流电池用碳毡电极的改性研究

分别采用普鲁士蓝(Prussianblue,PB)和草酸对聚丙稀腈基(PAN)碳毡进行修饰处理,通过循环伏安法研究了修饰后材料在钒溶液中的电化学性能。结果表明PB修饰碳毡电极对V(Ⅳ)/V(Ⅴ)电对具有良好的电催化性能,V(Ⅱ)/V(Ⅲ)电对在草酸修饰碳毡电极上的活性相比处理前也有较大改善。分别以这两种修饰电极为正负极组装全钒氧化还原液流电池(VRB),通过电池性能测试获得了最适宜的修饰条件。使用修饰电极的静态钒电池在电流密度为35mA·cm-2时电压效率可达83.28%。     

全钒液流电池用石墨毡研究进展

全钒液流电池的多种电极材料中,石墨毡作为电极材料综合性能最优,但仍然需要进行活化增强其性能.简述了全钒液流电池用石墨毡活化处理的基本原理,综述了国内外石墨毡的各种活化处理方法的研究进展,介绍了常用的热处理、酸处理、电化学处理等活化方法的特点及活化处理方式,并对石墨毡活化改性未来的发展方向进行了展望.     

国产材料燃料电池膜电极的性能研究

为降低燃料电池成本,促进国产燃料电池关键材料的广泛应用,利用国产石墨碳纸、国产全氟磺酸质子交换膜、国产Pt/C催化剂等燃料电池关键材料,采用基于固体电解质支撑催化层的工艺制备了膜电极多层组件.并组装了常压氢-空质子交换膜燃料电池,并对电性能进行了测试分析.通过对国产材料膜电极催化剂层载量、平整层载量以及制备工艺的优化,制备出了性能稳定的高性能国产材料膜电极.实验结果表明,在常压、操作温度为60℃、加湿温度50℃的条件下,国产材料H2-Air燃料电池的最高比功率可达到0.55 W/cm2.实验表明.国产材料膜电极活性面积从5cm2增大到25 cm2.电池在0.5 V至开路区间的电性能几乎没有衰减,为大面积电堆的应用打下了坚实的基础.     

钒电池电极材料聚丙烯腈石墨毡的研究

介绍了聚丙烯腈基石墨毡的热性能,并通过交换电流和交流阻抗实验,得出550℃是石墨毡最佳的热处理温度.将在550℃恒温2 h处理过的石墨毡电极组装的静止型钒电池,库仑效率达90%以上.     

导电塑料作为钒电池集流板的研究

以聚乙烯为基体、炭黑为导电填料制备导电塑料板,研究了该导电塑料板导电性、力学性能以及在钒电池电解液中的电化学行为.导电塑料板与铜网复合后与石墨毡组成复合电极作为钒电池的正负极,考察了经过试验电池反复充放电后导电塑料集流板导电性与表面形貌的变化.研究结果表明导电塑料板可以代替石墨用作钒电池的集流板.当钒电池正极存在析氧过程时,会造成导电塑料集流板中的碳流失.     

H_2-Fe~(3+)/Fe~(2+)氧化还原液流电池初步研究

提出一种新型氧化还原液流电池:H2-Fe3+/Fe2+氧化还原液流电池。系统研究了Fe3+/Fe2+电对于未处理与热处理聚丙烯腈基石墨毡上的电化学性能及两种石墨毡组装电池充放电性能。实验结果表明:经热处理之后,石墨毡电化学反应活性面积变大,Fe3+/Fe2+电荷传递阻抗降低,从而降低了电池极化。以热处理石墨毡为电池正极,碳纸为负极组成电池,在50 m A/cm2充放电时,电压效率为87.43%,与用未处理石墨毡组装电池相比,电压效率提高11.82%,内阻降低50%。     

全钒氧化还原液流电池一体化复合电极的研究

采用改性处理的聚丙烯腈基石墨毡和聚合物为基体的碳塑板制备得到了钒电池用一体化复合电极.研究表明,聚丙烯腈基石墨毡经过400～450℃、2 h的热处理和98%浓硫酸中浸泡6 h的酸处理后具有较好的催化活性.用以聚醋酸乙烯乳液占总原料的70%,而活性炭和石墨粉占30%(活性炭:石墨粉=1:1)的比例压制的碳塑板、改性处理后的石墨毡及不锈钢网组成一体化复合电极,循环伏安测试表明此一体化复合电极具有较好的电化学活性.     

多硫化钠/溴液流电池的初步研究

以聚丙烯腈石墨毡和化学沉积镍钴合金的泡沫镍为正、负极电极材料,4 mol/L NaBr、1.3 mol/L Na2S4为正负极电解液,研究了常温下多硫化钠/溴液流电池的开路电压、正负极电位随电池充放电容量的变化规律,测定并分析了电池及正负极充放电时的极化曲线及电池的循环性能.结果表明:所用的电极材料对电池正负极反应的电催化活性好,当充放电电流密度为30 mA/cm2时,该电池库仑效率达96.1%,能量效率为69.4%(43次结果平均值).     

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...     

钠硫电池硫极预制结构对电性能退化的影响

讨论了3种不同硫极预制结构对钠硫电池充放电性能及电池退化性能的影响.实验表明;钠硫电池的充放电性能与硫极结构材料、纤维走向、材料与硫和多硫化钠的润湿性有关.采用石墨毡内村氧化铝纤维的硫极冷装结构,能缓和电极极化,提高电池充电性能,延长电池寿命.     

氨氟化处理石墨毡对钒电池正极反应电催化性能的影响

在稀氨水、稀氢氟酸或氨水与氢氟酸共存(氨氟化)条件下对石墨毡(GF)进行了水热处理,采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、循环伏安(CV)、电化学阻抗谱(EIS)方法对处理前后GF的表面形貌、化学性质及其电催化性能进行了表征。结果表明:不同条件的水热处理均有助于提高GF的比表面积和含O官能团数量,并且含N和F官能团的引入可显著提高GF对VO_2~+/VO_2~+电对的电催化活性。另外,GF电极先经稀氨水浸泡再加入氢氟酸处理后表现出了最好的性能,以其为正极时的电池,当电流密度为50 mA/cm~2时,表现出了较好的电化学性能和稳定性。     

储能钒液流电池研发热点及前景

介绍了全钒离子氧化还原液流电池(钒液流电池,VRB)的特点,它的关键材料,如电解液、集流体、电极材料以及隔膜等的研究现状和制约难点.对钒液流电池作为储能系统的发展作了分析;就钒液流电池的发展趋势进行了展望.     

全钒氧化还原液流储能电池组

用10节单电池组成了全钒液流电池组,每节单电池有效电极面积为451.4 cm2,电极材料为聚丙腈石墨毡,双极板为石墨板,隔膜为Nafion膜。室温下工作时电池组最大输出功率为1.23kW,比功率0.27W/cm2。充放电电流密度为20 mA/cm2时,电池组的电压效率达87.8%,能量效率达78.2%。