全釩液流电池用稳定的高浓度电解液研究.pdf

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1、摘要全镊液流电池帚稳定的高浓度电解液研究如今，电池行业出于其在许多国家囱由化发展，正面临着新的挑战与枕会。其中，邀洼储麓在未来将毫无疑阀魏是一个颠覆性豹技术，并且在能源的开发和利用方面起着重要作用。全钒氧化还原液流电池(VFB)由于其循环寿命长，灵活的设计，较高可靠性和低的运行成本等优势在电池储能方面引起了广泛的关注。本论文主要讨论。了钒电池电解滚的制备及其性麓，着重研究了高浓度电解液的制备，电解液的浓度测试，电解液鲶基本性畿和正负极电解液的稳定性和电化学活性，可逆性等，主要内容如下：采用电解硫酸氧钒的方法可以制备粥了曜种不同价态高浓度钒的硫酸溶液。通过循环伏安

2、测试表明：电解液中硫酸浓度为3M时，邀化学可逆性帮活性最好，-焉且正负极趣极反应在所使蔫麓电投上均是准可逆过程，受扩散控制；通过电导率测试，钒的硫酸溶液的电导率随着钒离子浓度的提高丽下降，因而对钒的硫酸溶液，锇离子的浓度最好在l。5"-，2M。分别戬草酸，孳酸铵，乙二胺銎乙酸，葡萄糖，D一采糖，疆．乳糖作为钒电池负极电解液的添加荆，考察了其对V(III)硫酸溶液的热稳定性，遥过循环伏安(CV)，交流阻抗(EIS)，电导率和充放电测试研究了添加剂对电解液的电化学性能的影响。结栗表明：上述添加就察诧工大学硕士学位论文裁均能提高V(III)硫酸溶液的热稳定性，但CV帮

3、EIS表甓草酸，草酸铵，乙二胺四乙酸等含羧基的有机添加削比葡萄糖，D一果糖，0c。乳糖等含羟基的有机添加剂更好的改善V(IiI)硫酸溶液的电化学活性和可逆性。这是因为．COOH比．C—OH更容易离去H，更有剩于V(II)／V(III)电极反应的进行。作为正极活性物质的五价钒离子在高温或浓度太高时会析国红色沉淀。本论文选取了～系列无机物，有机物和表面活性剂来考察了其对V(V)热稳定性的影响，并对其枫理傲了初步分析。结果表露：加入l％的硫酸钠，甜菜碱，葡萄糖，甘油等均对V(V)溶液有缀好豁稳定侔用，在50℃下稳定可以达到30天眺上。通过CV和EIS表啖硫酸钠可以提高

4、V(IV)／V(V)电极反应的可逆性，葡萄糖可以提高电池的容量。关键词：电渣储麓，全钒液流电池，电解液，添加刹ABSTRACTINVESTIGATIONoFHIGHCoNCENTRATEDELECTROLYTEFORALLVANADIUMFLoWBATTERYToday，theelectricalindustriesarefacingnewchallengesasthemarketisbeingliberalizedandderegulatedinmanycountries．Electricitystorageisundoubtedlyadisruptivete

5、chnologythatwillplay,inthenearfuture，amajorroleintheenergyexploitationandusage。All—vanadiumredoxflowbatteryhasrecentlyreceivedconsiderateattentionasitpossessesmanyfeaturesthatprovideforlong1ife，flexibledesign，highreliabilityandlowoperationandmaintenancecosts．Inthispaper,wemainlydiscu

6、ssedpreparationofelectrolyteanditsperformance．preparationofhighconcentratedelectrolyte,analysisofelectrolyte，thefundamentalperformanceofelectrolyte，andstabilityandelectrochemicalperformanceofcatholyteandanolytewerestudiedindetailinthisdissertation．Themainpointscanbesummarizedasfollow

7、s：ThefourdifferentvalencesofhighconcentratedV-H2S04solutionscanbepreparedbyelectrolysisofVOS04solutions．Thecyclicvoltammetry(CV)testsshowthatthebestconcentrationofsulphuricacidiS3Mforvanadiumelectrolyte；andthepositiveandnegativereactionareelectrochemicalquasi—reversibleandarecontroll

8、edbydiffusio