杂质离子对全钒液流电池电解液稳定性及电化学性能的影响

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1、分类号：UDC：TQl52542密级：公开编号：2011269工学硕士学位论文杂质离子对全钒液流电池电解液稳定性及电化学性能的影响硕士研究生：朱朋朋指导教师：赵平教授徐艳助理研究员学科、专业：应用化学沈阳理工大学2014年3月分类号：TQl52UDC：542密级：公开编号：2011269工学硕士学位论文杂质离子对全钒液流电池电解液稳定性及电化学性能的影响硕士研究生：朱朋朋指导教师：赵平教授徐艳助理研究员学位级别：工学硕士学科、专业：应用化学所在单位：环境与化学工程学院论文提交日期：2013年12月20日论文答辩日期：2014年3月11日学位授予单位：沈阳理工大学Cla

2、ssificationIndex：TQI52U．D．C：542AThesisfortheMasterDegreeofEngineering一InfluenceofImpurityIonsontheElectrolyteStabilityandElectrochemicalPerformanceofVanadiumRedoxFlowBatteryCandidate：ZhuPengpengSupervisor：Prof．ZhaoPingResearchAssistantXuYanAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpe

3、ciality：AppliedChemistryDateofSubmission：December,2013DateofExamination：March．20l4University：ShenyangLigongUniversity沈阳理工大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导下，由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用己在文中指出，并与参考文献相对应。除文中己注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法

4、律结果由本人承担。作者(签字)：束R鼠同R日期：为萨弓月陟日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解沈阳理工大学有关保留、使用学位论文的规定，即：沈阳理工大学有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权沈阳理工大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后适用本授权书)铲姗糍翥i鳃恐铲师签沈阳理工大学硕士学位论文士-蠡i丘摘要全钒液流电池是一种新型的储能电池，因其环境友好、电极不参加反应、功率和容量可单独设计等优点得到了迅速发展。我国

5、钒资源丰富，钒液流电池有更大的发展空间。作为电化学反应的活性物质，电解液性能直接影响钒电池的性能。对于杂质离子对钒电解液性能的影响很少有人研究。由于不同价态的钒电解液的稳定性和电化学性能的影响因素不同，本文分别研究了杂质离子对三价、四价、五价钒电解液性能的影响。本文利用电解的方法制备了不同钒浓度和硫酸浓度的三价、四价和五价钒的电解液，通过稳定性测试和循环伏安测试等方法，得出了钒浓度和硫酸浓度对钒电解液稳定性和电化学性能的影响，对硫酸和钒浓度的配比进行了优化，优化结果为：钒浓度1．6～2mol·l～，硫酸浓度3～4mol·l一。在这一浓度范围内的钒电解液，单体电池充放电

6、测试的库伦效率可以达到94％左右，能量效率达到85％左右，充放电循环性能良好。低浓度的钒和硫酸的电解液中，微量杂质离子主要影响五价钒电解液在高温下的稳定性，Fe2+、C02+、Ni2+、Cu2+、Zn2+、A102。、Si03厶、N03’、Cr207厶、Mn04‘会明显降低五价钒电解液的稳定性。高浓度的钒和硫酸电解液中，微量杂质离子主要影响三价和四价钒电解液在低温下的稳定性，M92+、A13+、Ti4+、Cr3+会降低三价钒和四价钒在低温下的稳定性，P043。、CI一可以使三价钒和四价钒电解液的稳定性提高。微量杂质离子对四价和五价钒电解液电化学性能的影响较小，杂质离子

7、对三价钒电解液电化学反应可逆性的影响很明显。Li+、A13十、Cr3+、P043’、CI。会明显降低V(III)／V(II)电化学反应的可逆性。通过综合比较杂质离子对各价态钒电解液稳定性和电化学性能的影响得出：在钒电解液中必须除去的杂质离子有Fe2+、C02+、Ni2+、Cu2+、Zn2+、A102‘、Si032。、N03’、Cr207二、Mn04。，应尽力避免的杂质离子有M92+、A13+、Ti4+、Cr”、Mn2+，沈阳理工大学硕士学位论文可以适量存在的杂质离子有Li+、Na+、K+、NH4+、P043。、CI。，其中Li+、P043‘、CI。可