全釩液流儲(chǔ)能電池電極材料性能研究.pdf

1、全釩氧化還原液流電池是一種新型的高效的儲(chǔ)能系統(tǒng)，較傳統(tǒng)的蓄電池相比有顯著的優(yōu)越性。釩電池的正負(fù)極活性物質(zhì)均為電解液中的釩離子，電極材料并不參加化學(xué)反應(yīng)，電極物質(zhì)結(jié)構(gòu)形態(tài)基本不發(fā)生變化，使釩電池性能穩(wěn)定，壽命長(zhǎng)。影響釩電池性能的關(guān)鍵材料有電極、隔膜和電解液。
　　本文對(duì)全釩液流電池做了初步的研究。主要研究了石墨氈電極在使用不同修飾方法修飾后的性能，修飾方法分別為:濃硫酸氧化，熱處理，濃硫酸加熱氧化。通過對(duì)電池的充放電實(shí)驗(yàn)，對(duì)比石墨氈

2、電極修飾前后和不同修飾方法修飾后對(duì)電池性能的影響;采用電位滴定法對(duì)修飾前后石墨氈中的含氧官能團(tuán)進(jìn)行定量分析。此外還對(duì)電解液的制備及確定其中釩離子價(jià)態(tài)，釩電池殼體的設(shè)計(jì)，不同類型的離子交換膜及不同充放電電流對(duì)電池性能的影響進(jìn)行了一定的研究。通過上述實(shí)驗(yàn)和理論研究得到的主要研究結(jié)論如下:
　　(1)對(duì)石墨氈進(jìn)行相同溫度不同時(shí)間的熱處理，通過計(jì)算石墨氈的失重率及組裝電池后測(cè)試的結(jié)果的比較得出:石墨氈的熱處理溫度為600℃時(shí)，加熱時(shí)間為4

3、h-5h時(shí)，石墨氈電極的電化學(xué)性能最佳。
　　(2)從釩電池的充放電實(shí)驗(yàn)可以得出，使用修飾后的石墨氈作為釩電池電極材料，釩電池的內(nèi)阻明顯變小。使用熱處理修飾后的石墨氈作為電極材料時(shí)，電池電阻率最小，使用修飾后的石墨氈電極的電池的充電電壓降低，放電電壓基本不變，電池的電壓效率和能量效率都得到提高。
　　(3)通過電位滴定法測(cè)試得出:經(jīng)過修飾后的石墨氈中的含氧官能團(tuán)均提高，表明石墨氈電極修飾后的性能得到提高。其中濃硫酸浸泡處理和

4、熱處理修飾的石墨氈中含氧官能團(tuán)的數(shù)量相差不大，而經(jīng)過加熱濃硫酸處理的石墨氈含氧官能團(tuán)數(shù)量大于前兩種修飾，尤其是加熱6小時(shí)處理的石墨氈的含氧官能團(tuán)數(shù)量最高。
　　(4)對(duì)比多種電解液的配制方法，采用了一種較為簡(jiǎn)單的方法配制電解液。用草酸作為還原劑，在硫酸溶液中還原V2O5，制備釩電池電解液。通過紫外可見光譜波長(zhǎng)掃描結(jié)果可以看出，電解液中釩離子為4價(jià)態(tài)。通過計(jì)算配比可直接配制釩電池需要的電解液。
　　(5)比較使用不同類型的離子