儲能釩液流電池石墨棒電極的改性研究.pdf

1、全釩液流電池（VRB）是近年來開發(fā)出的一種綠色的、大型的電化學(xué)蓄電儲能電池，與其他蓄電池相比，具有壽命長，價格低，快速充電，深度放電，對環(huán)境友好，能量效率高，操作和維護費用低等優(yōu)點，備受關(guān)注而得到了迅速的發(fā)展。在光伏發(fā)電，風(fēng)力發(fā)電，電站調(diào)峰，電動車電源，應(yīng)急電源系統(tǒng)等方面具有光明的發(fā)展前景，因此釩電池的研究引起了國內(nèi)外的廣泛關(guān)注。釩電池的發(fā)展主要受到三個因素的影響：電極材料，電解液，隔膜。現(xiàn)階段電極材料主要有：碳素類電極、金屬電極和復(fù)合

2、導(dǎo)電塑料電極。其中碳素類電極具有穩(wěn)定性良好，表面積大，成本低等優(yōu)點，是釩電池電極材料的首選。但是碳素類電極的電化學(xué)活性差，表面具有憎水性，電極反應(yīng)的可逆性差，因此需要對其改性，提高其得電化學(xué)活性和可逆性。
　　本文主要研究釩液流電池電極材料的改性及其電化學(xué)性能。采用循環(huán)伏安(CV),交流阻抗(AC),及充放電等測試方法，對V（Ⅳ）/V（Ⅴ）電對在電極改性前后的電化學(xué)性能加以比較，主要結(jié)論如下：
　　用循環(huán)伏安法在石墨棒電極表

3、面電沉積普魯士藍進行表面修飾，改性后電極的電化學(xué)活性明顯增強，最佳沉積條件為：沉積液pH：2.0；沉積速度：50 mV/s；沉積量：沉積50個周期。改性后的電極的峰電位差減小，峰電流增大，在0.5~1.2 V電壓范圍內(nèi)，均出現(xiàn)兩個特征峰，分別對應(yīng)V（Ⅳ）/V（Ⅴ）電對的氧化峰和還原峰；峰電流隨著掃描速率的增大而增大，同時峰電位差距也隨之增大，電極的可逆性下降；峰電流隨硫酸濃度的增大而增大，隨釩溶液濃度的增大先增大后減??；進行多次循環(huán)測試

4、，掃描100次后，石墨棒的電流保持率85％以上，由此可見普魯士藍修飾電極的穩(wěn)定性較好。V（Ⅳ）/V（Ⅴ）電對在改性后的石墨電極上的電極過程受擴散傳質(zhì)過程控制。
　　高錳酸鉀電化學(xué)陽極氧化后，電極的活性明顯增大，最佳處理條件：電流密度75 mA/cm2,氧化時間600 s。FT-IR測試表明，改性后，電極表面的含氧官能團增多，粗糙度增大。峰電位差減小，峰電流增大，電極的活性增大，可逆性增強。V（Ⅳ）/V（Ⅴ）電對在改性后的石墨電極上