液流铬电池的电性能

采用全新的全铬体系组装液流电池,正极电液由铬酐和硫酸溶液组成,负极电液由硫酸铬和硫酸溶液组成.对电池进行了恒电流充放电实验,结果显示全铬体系液流电池容量大约是传统Fe-Cr液流电池容量的6倍.对三种不同的石墨电极在负极电液中进行循环伏安实验,实验结果表明热处理的石墨和重铬酸钾处理过的石墨能提高电极反应的活性和可逆性,在充放电实验中还能防止石墨侵蚀.同时循环伏安实验结果表明:Cr(Ⅵ)还原反应不是直接形成Cr(Ⅱ),而是存在Cr(Ⅵ)→Cr(Ⅴ),Cr(Ⅴ)→Cr(Ⅳ),Cr(Ⅲ)→Cr(Ⅱ)还原反应,最后探讨了电极反应过程.     

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。     

硫堇-铁体系电化学性能的研究

介绍了硫堇-铁体系的电化学性能。用硫酸亚铁和硫酸铁配制正极电解质溶液,用硫堇配制负极电解质溶液,正负极均采用硫酸钠溶液作为支持电解质,并用一定浓度的硫酸调节体系的pH值。对不同浓度的负极电解质溶液进行了循环伏安扫描,结果表明,硫堇电对具有一定的可逆性。采用恒电流充放电方式对自制的电池装置进行了充放电实验,结果表明硫堇-铁体系液流电池的充放电容量较低,但随着充放电循环的进行,电池的利用率有所提高。     

全沉积型铅酸液流电池充放电特性研究

以石墨毡、泡沫镍为电极材料,以甲基磺酸和甲基磺酸铅溶液为电解液组成全沉积型铅酸液流电池。研究了铅酸液流电池的充放电特性及电极材料、电极表面处理和电解液浓度对电池充放电特性的影响规律。结果表明:恒流充电过程中充电电压基本不变,恒流放电过程中出现两个比较明显的放电电压平台;随着Pb2+浓度的增加,电池的充电电压逐渐降低,大电压恒流放电时间也随之增加,但小电压恒流放电时间反而减小,表现出更好的充放电性能。在泡沫镍电极上镀钛能够起到保护电极的作用,延长放电时间,提高电池的充放电性能。     

全钒液流电池充放电性能研究

利用二维耦合反应理论模型并结合全钒液流电池性能评价实验,重点研究了单电池在不同电解液荷电状态下的充放电性能,实现了对电极反应微观分布特性的定量分析和验证。研究结果表明,电池设计及运行参数对电池充放电性能及效率具有重要影响。综合考虑电极材料导电性、反应区厚度以及充放电电流密度进行反应区设计,是促进电池效率提升的有效途径。     

液流电池SOC测定用指示电极的电位稳定性

全钒液流电池电解液荷电状态的测定是液流电池运行控制和电解液维护管理的一项重要内容。在电极电位法或电位差法测定全钒液流电池荷电状态的技术中,电解液荷电状态的测定是通过测定指示电极的电极电位来测定的。由于指示电极的电极电位在电解质溶液中达不到稳定,电极电位值随着时间发生漂移,给电极电位的测量带来误差,也因此对荷电状态测定造成显著的误差。通过实验测定了各种指示电极在正极钒电解液中的电位稳定性,结果表明玻碳电极在正极钒电解液中的电位稳定,适宜作为正极电解液荷电状态测定用的指示电极。     

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%.     

酸度变化对全钒液流电池SOC测量误差的影响

全钒液流电池正极电解液的荷电状态(SOC)可以通过测量正极电解液的氧化还原电位来测量。全钒液流电池正极电解液的酸度在充放电过程中会发生变化。然而上述电极电位法测量正极电解液SOC的技术中均忽略了电解液酸度变化的影响。通过理论分析和计算讨论了电解液酸度变化对SOC测量误差的影响。理论分析结果表明,采用电极电位法测量正极电解液SOC时,忽略正极电解液的酸度变化会造成一定的测量误差;正极电解液的总钒浓度与硫酸浓度的比值越大,所造成的误差越大。在SOC较小时,忽略电解液酸度变化会导致较大的SOC测量误差。在正极电解液的总钒与硫酸浓度比为0.25~1.0的范围内,SOC大于等于0.3时,因忽略正极电解液的酸度变化,所造成的SOC测量误差不超过±10%。     

一种新型液流式铅酸蓄电池的研究进展

液流式铅酸电池是以可溶性二价铅离子在甲基磺酸中的电沉积/溶解反应为充放电基础的新型铅酸蓄电池.论述了可溶性Pb2+电解液在电池充放电过程中的平衡关系及其对平衡产生影响的各种因素,正负极电沉积过程的特点,添加剂对铅和二氧化铅电沉积的影响及充放电的特性,概述了铅酸液流电池的研究现状.     

全钒液流电池电化学极化理论研究

以全钒液流电池电化学反应机理为基础,建立了电池二维数值模型,并应用此模型研究了电解液钒离子浓度、充放电电流密度以及碳毡孔隙率对电极极化行为的影响。结果表明,电极孔隙率不仅影响电极极化电压分布,而且也是决定电池充放电性能的重要因素之一。     

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...     

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     

含纳米微晶纤维素的硫酸胶体电解质

以45％的硫酸为介质制备了纳米微晶纤维素(NCC),以此NCC硫酸悬浮液为添加剂,在气相纳米SiO2含量为4％不变的条件下,制备了一系列不同NCC含量的硫酸胶体电解液.TEM分析表明,NCC的直径约为70 nm、长度约为400 nm,孤立分散在尺寸约为15nm的SiO2网链结构中.对纳米SiO2/NCC/H2SO4胶体电解液进行了旋转粘度测试,结果表明添加适量的NCC能够降低胶体在较大旋转速率作用下的旋转粘度,同时增大较小旋转速率下的旋转粘度.循环伏安和交流阻抗分析表明,添加适量的NCC能减小电极的极化程度,降低电极电解液的界面电阻,提高电极的反应电流和电量,提高电极活性物质的利用效率.     

对甲苯磺酸对钒电池负极液的影响

钒电池负极液的电极过程可逆性较差,导致放电过程在很大程度上受电化学步骤控制。借助循环伏安测试手段,考察了对甲苯磺酸的添加量、电解液的浓度和扫描速度等对负极液氧化还原峰电流和电势差的影响,得出添加质量分数0.15%对甲苯磺酸的负极液能提高电极过程的可逆性,提高电池能量效率。交流阻抗分析表明对甲苯磺酸对V3+/V2+电对有催化作用。同时,对甲苯磺酸的加入显著降低了负极液的粘度和电导率。     

钒电池用石墨毡电极材料性能比较研究

通过对几种国产石墨毡电极材料密度、电解液吸湿率、电阻率等参数进行测试,分析比较了石墨毡的这些参数对用做电极材料的性能的影响以及用于钒电池电极材料的可行性。通过对选择的两种石墨毡进行组装电堆试验,比较了所组装电堆的充放电曲线和电堆的性能参数,选择了最能适合钒电池电极材料的国产石墨毡。     

触变性硅凝胶电解液的制备及性能

以超细SiO2 粉末为硫酸溶液胶凝剂、聚丙烯酰胺为凝胶稳定添加剂制备胶体蓄电池用触变性硅凝胶电解液。研究了SiO2 粉末和H2 SO4 用量及聚丙烯酰胺添加量对凝胶电解液性能的影响 ,并分析讨论了SiO2 粉末胶溶形成触变性硅凝胶电解液的机理和特点。将制得的凝胶电解液用于 7Ah固定型胶体蓄电池中 ,电池 10h率容量可达 7 14Ah ,为相同条件下普通液体蓄电池容量的 94 3 %。     

含蒙脱土的纳米气相SiO2硫酸胶体电解液

以Na基蒙脱土(MMT)为添加剂,在气相纳米SiO2含量为4%不变的条件下,制备了一系列不同Na-MMT含量的纳米气相SiO2硫酸胶体电解液。应用旋转粘度计对含MMT的胶体电解液的旋转粘度进行了测试,结果表明:少量添加Na-MMT能够降低胶体在较大旋转速率作用下的旋转粘度,同时增大较小旋转速率下的旋转粘度,Na-MMT含量超过0.3 phr,则起到增稠作用。循环伏安和交流阻抗分析表明,添加适量的Na-MMT能减小电极特别是正极的极化程度,降低电极电解液界面电阻,提高电极的反应电流和电量,提高电极活性物质的利用效率。     

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.     

硫酸溶液中铕离子对铅电极电化学特性的影响

采用线性电势扫描伏安法、循环伏安法、计时电势法、交流阻抗法研究了不同铕离子加入量的硫酸溶液中铅电极的电化学特性.实验结果表明:在硫酸溶液中添加铕离子后,改善了Pb与PbSO4间转化反应的可逆性;铕离子的存在提高了铅电极析氢电位;抑制了铅电极上氧化膜中高电阻的PbOn的生成,提高了氧化膜的导电性;阻碍了电极钝化现象的发生...     

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.