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文檔簡介
1、開發(fā)穩(wěn)定、可靠、廉價的儲能設備是建立微網(wǎng)系統(tǒng),從而實現(xiàn)可再生能源就地消耗和容納的主要技術途徑,鉛酸液流電池因Pb2+氧化還原的可逆特性和無質(zhì)子交換膜的結(jié)構設計而受到高度關注。但電池正極活性物質(zhì)PbO2在放電過程中不完全還原和晶體顆粒之間疏松導致脫落等問題,嚴重降低了電池的效率和壽命。因此本文首先研究了甲基磺酸鉛溶液體系中H+濃度、溫度和沉積電流密度對于正極沉積物PbO2的晶型影響規(guī)律,并通過調(diào)控沉積條件制備出α-PbO2、β-PbO2以
2、及特定晶型比例的混合沉積物,探究不同沉積物作為正極活性物質(zhì)時的放電能力和導電性,綜合對比上述性能對活性沉積層放電能力的影響,優(yōu)選PbO2最佳的晶型配比作為正極活性物質(zhì)以提高甲基磺酸鉛液流電池的庫侖效率和能量效率。
結(jié)果表明:(1)通過調(diào)控電沉積條件中溶液H+濃度、溫度和電流密度可以獲得α-PbO2、β-PbO2以及不同比例的兩相混合的沉積物,H+濃度的升高和電流密度的增大均提高電沉積PbO2的過電位,使得沉積物由單相的α-Pb
3、O2向α-PbO2和β-PbO2的混合相過渡,溫度升高加速電沉積中傳質(zhì)過程,促進了β-PbO2的生成;(2)溶液體系中沉積電流密度的增加,促進了PbO2晶體生長,晶粒尺寸增大;(3)β-PbO2放電容量是α-PbO2的2倍,其庫侖效率和能量效率均高于α-PbO2效率20%,而α-PbO2庫侖效率在30次充放電循環(huán)過程中穩(wěn)定性髙于β-PbO2。當α-PbO2與β-PbO2質(zhì)量比為2:8時混合物的放電容量最高,循環(huán)充放電庫侖效率和能量效率最
4、高,其值可達到95%和76%,并且具備良好的循環(huán)穩(wěn)定性;(4)電荷傳遞阻抗最小的為β-PbO2,易于電化學溶解,α-PbO2與β-PbO2質(zhì)量比為2:8的次之,α-PbO2最大,而α-PbO2與β-PbO2比例為2:8混合物的析氧交換電流密度最小,難以析氧,β-PbO2次之,α-PbO2最大;(5)α-PbO2與β-PbO2質(zhì)量比為2:8混合沉積層的無裂縫、內(nèi)應力小,活性物質(zhì)在放電過程中損失量最少。因此,α-PbO2與β-PbO2質(zhì)量比
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