全釩氧化還有液流電池電解液的研究.pdf

1、全釩氧化還原液流電池是利用不同價態(tài)釩離子之間的氧化還原反應來實現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換的新型二次電池。它具有高效、環(huán)保、能夠大電流充放電、深度放電等特點。目前，有很多因素制約著全釩氧化還原液流電池工程化的發(fā)展，其中，電解液的狀態(tài)和負極電解液的穩(wěn)定性等是重要的影響因素。
　　 本文采用以草酸為還原劑的化學還原法制備了硫酸氧釩電解液，通過將其在全釩氧化還原液流電池電堆中進行充電，得到實驗所需的各種價態(tài)釩電解液。提出了電解液中不同價態(tài)釩離子濃度以及

2、四價釩電解液中草酸的高錳酸鉀電位滴定方法，為掌控電解液的狀態(tài)提供了重要依據(jù)。同時，研究了釩離子濃度、溫度、酸度、充電狀態(tài)、添加劑等因素對負極電解液穩(wěn)定性的影響。
　　 通過對V(Ⅱ)、V(Ⅲ)、V(Ⅳ)、V(Ⅴ)電解液的循環(huán)伏安分析，發(fā)現(xiàn)在石墨電極上，電解液的氧化還原行為都表現(xiàn)出不可逆性。采用高錳酸鉀-硫酸亞鐵氨體系對釩電解液進行了電位滴定分析。其中，高錳酸鐘溶液可以把低價釩氧化成較高價釩，可用于檢測V(Ⅱ)、V(Ⅲ)、V(Ⅳ)

3、的價態(tài)和濃度；硫酸亞鐵氨溶液能把V(Ⅴ)還原成V(Ⅳ)，可用于測定V(Ⅴ)的濃度。該方法的相對標準偏差小于3.67％，可為全釩氧化還原液流電池電解液的價態(tài)和濃度的檢測提供可靠的依據(jù)。
　　 在采用草酸作還原劑制備全釩氧化還原電池電解液的過程中，會有殘留草酸存在，其對電解液的電化學性能有一定的影響?；诟咤i酸鉀溶液電位滴定方法，實現(xiàn)了V(Ⅳ)電解液中殘留草酸的定性、定量分析。結(jié)果表明，在V(Ⅳ)電解液中，用高錳酸鉀溶液滴定草酸時終

4、點電位在1070 mV左右。該法相對標準偏差小于3.6％，回收率達到98.7％～104.2％。此外，基于該電位滴定方法，分析了加熱過程中殘留草酸含量的變化，表明了加熱可去除V(Ⅳ)電解液中殘留草酸的可行性。本方法為全釩氧化還原液流電池V(Ⅳ)電解液中草酸的檢測和去除提供了可靠的依據(jù)。
　　 探討了釩離子濃度、溫度、酸度、充電狀態(tài)、添加劑等對釩電池負極電解液穩(wěn)定性的影響。研究發(fā)現(xiàn)，低溫和高酸度是影響負極電解液出現(xiàn)沉淀的重要因素。充