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。     

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.     

全钒液流电池用聚丙烯腈石墨毡电极研究

利用循环伏安法研究了聚丙烯腈石墨毡在经浓硫酸处理5h后又在450℃条件下恒温2h的电化学性能。结果表明,在硫酸氧钒的酸性溶液中,处理后的电极具有较好的电化学性能。对于负电对V2 /V3 ,△Ep从0.31V降为0.11V,表明处理后的聚丙烯腈石墨毡电极对于负电对具有电化学可逆性,而对于正电对VO2 /VO2 在该电极上却是电化学不可逆的。通过扫描电镜(SEM)图可以看出石墨毡电极表面在处理后除去了表面污染物和一些可能抑制反应的限制层,使表面变得光滑。在不同VOSO4及H2SO4浓度的试验中发现处理后的电极在高浓度的电解液中具有良好的性能。     

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.     

全钒液流电池性能及电极材料研究

进行了石墨毡活化前后的性能比较,利用充放电仪器研究了经浓硫酸活化的聚丙烯腈基石墨毡作为电极的全钒液流电池的电化学性能.结果表明:(1)对石墨毡进行浓硫酸活化可增强其化学活性;(2)电池的库仑效率随着充放电电流的增加先增大后减小,最高可达95,01％;(3)电池的能量效率随着充放电电流的增加而减小,最高可达75.20％;(4)电池的交流内阻随电池SOC增加而减小.     

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.     

Fe/Cr液流电池用PAN基石墨毡电极改性研究

采用SEM、FTIR检测手段研究石墨毡于550℃在空气中氧化后纤维表面形貌以及官能团含量的变化。结果表明:550℃氧化处理5 h的石墨毡,比表面积显著增大,表面的-COOH和-OH官能团数目增多。处理后的石墨毡组装成电池后,于60 m A/cm2充放电电流密度下进行充放电测试,电池的性能明显提高,平均电流效率达到94.60%,平均电压效率达到85.36%,平均能量效率达到80.75%,多次充放电测试表明,循环性能稳定;I-V测试表明,电池的充放电内阻明显降低。     

全沉积型铅酸液流电池电极材料研究进展

全沉积型铅酸液流电池是以可溶性二价铅离子在有机酸中的电沉积/溶解反应为充放电基础的新型储能装置。归纳了全沉积型铅酸液流电池电极的功能和性能要求,介绍了电极材料的研究进展情况。分析得到了当前最具应用前景的电极材料是碳素类和泡沫材料类,尤其是石墨毡和碳泡沫电极表面的改性研究是液流电池的一个重要研究方向。     

钒氧化还原液流电池石墨-炭黑复合电极性能

采用循环伏安法研究了炭黑和石墨材料对电极电化学性能的影响。炭黑-石墨的复合材料电极,不仅综合了单纯的石墨和炭黑的优点,而且还完整地出现了钒离子电对V2 /V3 、V3 /VO2 和VO2 /VO2 三对氧化还原峰,并且表现出较好的电化学活性。在所研究的范围内,较合适的质量配比为:m (石墨)︰m(炭黑)=3︰1。分别计算了各种钒离子电化学反应扩散系数D0,其中VO2 /VO2 电对的还原反应中D0可达到4.44×10-5 cm2·s-1,显示了良好的电化学活性。     

钒流电池用碳素电极材料的研究进展

作为一种新型高效的电能转化储存装置,全钒氧化还原液流电池(钒流电池)凭借其诸多优点受到了广泛关注,经过多年研究,已逐步向实用化发展。然而,其大规模应用仍然面临诸多问题。其中如何获得电化学活性高、稳定性好且成本低廉的电极材料一直是制约其发展的重要因素。着重介绍了应用于全钒氧化还原液流电池的各类碳素电极材料的发展现状,总结了各种材料的性能特点、改性方法等,并对不同碳素材料的优缺点进行了比较。     

全钒氧化还原液流电池石墨棒电极的性能研究

采用不同品牌废旧电池中的石墨棒作为全钒液流电池的工作电极,考察其电化学性能。采用循环伏安法在同一扫描速度下,考察其耐压性能,结果显示5#D石墨棒电极能耐1.65 V电压;在同一扫描电位范围内,不同扫描速度下考察其大电流充放电性能,实验证明在0.20 V/s的扫描速度下仍能表现出较好的电化学性能;进行多次循环伏安测试,考察其循环性能,当扫描100次之后,5#D石墨棒电极的电流保持率仍高达95%以上。结果显示5#D石墨棒电极具有相对较好的电化学性能,适合作为VO2+/VO2+电极的正极材料。     

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.     

基于电化学改性石墨电极构建钒/钛液流电池

在2.0 mol/L HClO_4溶液中通过恒电流阶跃方法制备了电化学改性石墨电极(MGE)。发现其在硫酸溶液中对V(Ⅳ)/V(Ⅴ)和Ti(Ⅲ)/Ti(Ⅳ)氧化还原反应具有良好的催化可逆性,并提出了受电位影响的电极表面含氧官能团电对与金属离子电对间的氧化还原协同作用机理。将V(Ⅳ)/V(Ⅴ)和Ti(Ⅲ)/Ti(Ⅳ)分别作为正、负极活性物质构建成氧化还原液流电池并评价其充放电性能。在10 mA/cm~2下恒流充放电,相应的电压效率为94.2%,能量效率达到91%,展示了基于MGE构建的钒/钛液流电池潜在的应用价值。     

锂离子电池石墨负极材料的改性方法

从石墨改性的本质出发,综述了锂离子电池石墨负极材料的改性方法:包覆法、表面修饰法、添加金属纤维法、机械研磨法、超细微化和纳米化法。通过改性处理,可有效降低石墨电极的不可逆容量,从而使可逆容量和库仑效率较大程度提高。