VRB电解液的高锰酸钾电位滴定分析

分析钒离子的状态及浓度,可检测全钒氧化还原液流电池(VRB)的荷电状态、容量和充放电效率.采用KMnO4(NH4)2Fe(SO4)2体系为滴定剂的电位滴定法来分析钒电解液,可测定电解液中V(Ⅱ)、V(Ⅲ)、V(Ⅳ)和V(Ⅴ)的单一价态、混合价态离子浓度及电解液的总钒浓度.结果表明:测得的各价态钒及总钒的相对标准偏差(N...     

添加剂对全钒液流电池正极电解液的影响

研究了正极电解液添加剂尿素、乙二胺四乙酸(EDTA)、柠檬酸和K2SO4对全钒液流电池正极电解液荷电状态(SOC)及氧化还原电位的影响。研究结果表明,无机添加剂K2SO4和有机添加剂尿素、EDTA和柠檬酸的加入均使正极电解液的氧化还原电位负移,且EDTA和柠檬酸的加入使正极电解液的氧化还原电位的变化范围明显减小。加入EDTA和柠檬酸使正极电解液的SOC减小,SOC变化范围显著变窄;加入尿素和K2SO4使正极电解液的荷电状态变化范围变宽。对于有机添加剂,添加剂使正极电解液电位电极变化越大,其SOC变化也越大。有机添加剂对正极电解液氧化还原电位的影响是由于其能够和正极电解液中的五价钒离子发生氧化还原反应;K2SO4对正极电解液氧化还原电位的影响是由于其与五价钒离子发生络合反应。     

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。     

全钒液流电池正极电解液的研究进展

全钒氧化还原液流电池的研究已有20多年的历史,但其发展受到诸多因素的制约。正极电解液是全钒氧化还原液流电池的关键材料,也是制约其实用化进程的重要影响因素之一。从制备、优化(包括添加剂的选择)以及钒离子在正极电解液中的存在形式等3个方面综述了全钒氧化还原液流电池正极电解液在国内外的研究进展。最后就正极电解液存在的一些其它问题做了分析,并探讨了全钒氧化还原液流电池正极电解液进一步研究的方向。     

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.     

钒电池电解液的电位滴定分析

介绍了全钒氧化还原液流电池(以下简称钒电池)电解液中钒价态的电位滴定分析方法。该法适用于钒电池电解液中V(Ⅱ)、V(Ⅲ)、V(Ⅳ)、V(Ⅴ)及总钒的测定。结果表明,所测各价态钒及总钒的相对标准偏差(N=6)均不超过2.09%,可满足钒电池电解液中钒价态的分析需要。     

V(Ⅳ)电解液中残留草酸的电位滴定分析和去除

建立了一种以高锰酸钾溶液为滴定剂的电位滴定方法,实现了全钒氧化还原液流电池V(Ⅳ)电解液中残留草酸的定性和定量测定.结果表明,在V(Ⅳ)电解液中,用高锰酸钾溶液滴定草酸时的终点电位在1 070 mV左右,相对标准偏差小于3.6％,回收率为98.7％ ～ 104.2％.此外,基于该电位滴定方法,分析了加热过程中残留草酸含量的变化,表明加热可去除V(Ⅳ)电解液中残留草酸的可行性.为全钒氧化还原液流电池V(Ⅳ)电解液中草酸的检测和去除提供了可靠的依据.     

添加剂对电解液及钒电池性能的影响

利用结晶实验和单体电池实验,考察了5种全钒氧化还原液流电池电解液添加剂的性能.尿素、草酸铵和乙二醇可抑制三价钒离子的结晶,降低电解液浓度的下降速率;硫酸镁和硫酸钠没有抑制结晶的作用;乙二醇的加入会降低电池的效率与容量.尿素和草酸铵的加入对电池性能的影响很小.使用2％尿素和草酸铵添加剂的单体电池,在60 mA/cm2的电...     

A three-dimensiorn non-isothermal model for VRB

利用仿真软件进行了建模计算,采用Darcy定律分析流场,对全钒氧化还原液流电池(钒电池)的流场特性、流场内钒离子的浓度分布以及恒流充放电时电池的温度变化进行了模拟研究,结果表明:电池进液口的位置及进液速度对流场的压力及其分布均匀性有较大影响,钒离子会在膜两侧发生富集,其浓度分布与电解液的流量直接相关.电池负极温升明显大于正极,在理想情况下,持续运行10个循环后温度会上升2K左右.     

钒电池用电解液研究现状及展望

钒电池是近年来兴起的高效储能、绿色环保、反复可充放的新兴能源。钒电解液作为全钒氧化还原液流电池的活性物质是电池最重要组成部分之一,钒的浓度大小和电解液的多少决定了电池的容量,钒电解液性能的好坏对电池性能有直接影响。对钒电解液的制备、分析、性能优化方面的研究现状及展望作了综述。     

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。     

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。     

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     

三维非恒温的钒电池流场模型

利用仿真软件进行了建模计算,采用Darcy定律分析流场,对全钒氧化还原液流电池(钒电池)的流场特性、流场内钒离子的浓度分布以及恒流充放电时电池的温度变化进行了模拟研究,结果表明:电池进液口的位置及进液速度对流场的压力及其分布均匀性有较大影响,钒离子会在膜两侧发生富集,其浓度分布与电解液的流量直接相关。电池负极温升明显大于正极,在理想情况下,持续运行10个循环后温度会上升2 K左右。     

钒电池电解液浓度与稳定性研究

分别考察了硫酸浓度为4.3 mol/L,钒离子浓度分别为1.5、1.6、1.7 mol/L的钒电解液,和钒浓度为1.6 mol/L,硫酸浓度分别为4.1、4.3、4.5 mol/L的钒电解液,在高低温下的稳定性、电化学性能、在隔膜中的钒离子渗透率等。通过考察得知,电解液钒离子浓度为1.6 mol/L,硫酸浓度为4.3 mol/L的电解液综合性能最佳。     

全钒液流电池三维模拟

通过全钒液流电池三维耦合反应模型的建立,研究了三种不同电池结构设计中电解液流场分布、电压分布、电流分布以及离子浓度分布。结果表明,电解液主管道至电极反应区横向导流槽的设计,有效提高了电池堆中电解液分配的均一性,降低反应浓差极化,提高电池充放电效率。     

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。     

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...     

锂离子电池正极材料Li1.2V3O8的合成及性能研究

以Li2CO3和NH4VO3为原料,采用柠檬酸溶胶—凝胶法合成了Li1.2V3O8。通过对前驱体的热分析,选定了低温合成Li1.2V3O8的适宜煅烧温度。用FTIR和XRD分析了产物的结构,测试了Li1.2V3O8的电化学性能。实验结果表明,热处理温度对产物的电化学性能影响较大,放电容量随前驱体煅烧温度的上升而下降,但模拟电池的循环性能却随煅烧温度的上升而好转。