非釩酸性液流電池電解質(zhì)的溶液化學研究.pdf

1、在大規(guī)模儲能設備中，液流電池(Flow battery)在風能，太陽能等新能源電站的并網(wǎng)輸電中起到重要作用，亦是偏遠地區(qū)備用電源的極佳選擇。但是傳統(tǒng)液流電池受到離子交換膜的限制，不能大規(guī)模的商業(yè)化運作。非釩酸性液流電池擺脫了對離子交換膜的依賴，不會因離子互滲而發(fā)生交叉污染，為液流電池的發(fā)展開辟了嶄新的途徑，拓展了液流電池的研究范圍。
　　 單液流酸性Cu-PbO2電池和單液流酸性Cd-PbO2電池是兩種重要的非釩酸性液流電池。這

2、兩種電池原理相同，各只使用一份電解液。由于電解液既是反應介質(zhì)，又是能量載體，因此對電池性能的影響非常明顯。本論文通過循環(huán)伏安(CV)、線性掃描(LSV)、交流阻抗(EIS)等電化學測試方法，對不同濃度的CuSO4-H2SO4電解液及CdSO4-H2SO4電解液進行了優(yōu)化分析，對比不同組分條件下電解液對電池電極的影響，得出合適的電解液組成范圍。繼而組裝電池，利用X射線衍射(XRD)和掃描電鏡(SEM)表面分析手段對測試前后電極表面進行分析

3、，對比不同電解液條件下充放電對電極的影響，最終得到優(yōu)化后的電解液組成。
　　 實驗結果表明：1)電解液中各組分含量對電極及電池的影響都非常明顯。2)酸性單液流Cu-PbO2電池得到的優(yōu)化電解液組成為0.6mol/L CuSO4+1.45mol/LH2SO4。3)酸性單液流Cd-PbO2電池得到的優(yōu)化電解液組成為0.5mol/L CdSO4+1.0mol/L H2SO4。4)優(yōu)化組裝的電池在經(jīng)過充放電循環(huán)穩(wěn)定后，酸性單液流Cu-P