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[交流]
液流電池負(fù)極電解液狀態(tài)對(duì)電池性能影響
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在全釩液流電池中，負(fù)極二三價(jià)的反應(yīng)是制約電池性能進(jìn)一步提高的關(guān)鍵因素，因此很多研究主要圍繞提高負(fù)極反應(yīng)展開(kāi)，如對(duì)負(fù)極電極進(jìn)一步改性，提高二三價(jià)在電極上的反應(yīng)活性。負(fù)極反應(yīng)慢還會(huì)對(duì)電池容量、效率產(chǎn)生影響，這主要是從電解液的遷移方面考慮。 水和活性離子的遷移 ? ? 在全氟隔膜中，自放電測(cè)試中，不同價(jià)態(tài)在膜中的遷移速率不同，v2+＞v4+＞v5+＞v3+，在充放電循環(huán)中，氧化還原反應(yīng)一直在進(jìn)行，釩離子的遷移和水的遷移過(guò)程會(huì)更復(fù)雜。通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，在充放電循環(huán)中，水和釩離子的遷移趨勢(shì)基本相同：充電水和釩離子是從正極向負(fù)極遷移，放電時(shí)，水和釩離子是從負(fù)極向正極遷移，由于充電中遷移到負(fù)極的量小于放電中遷移到正極的量，凈遷移量是從負(fù)極到正極，所以經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期循環(huán)運(yùn)行，正極電解液體積會(huì)增加，負(fù)極會(huì)減少，但正負(fù)極釩離子濃度基本保持不變。如開(kāi)始充放電時(shí)，電解液初始價(jià)態(tài)為3.5價(jià)，正負(fù)極體積相同，由于負(fù)極反應(yīng)慢，會(huì)造成二價(jià)的累積，進(jìn)而造成電池容量的衰減，電池運(yùn)行一段時(shí)間后，正極電解液逐漸增多，負(fù)極電解液逐漸減少，直至正負(fù)極達(dá)到一個(gè)平衡，此時(shí)，負(fù)極電解液中二價(jià)釩離子居多，正極電解液中四價(jià)釩離子居多，假設(shè)初始電解液為3.5價(jià)，正負(fù)極體積都為10ml，循環(huán)一段時(shí)間后，負(fù)極體積變?yōu)?ml，正極體積變?yōu)?5ml，若負(fù)極全部累積為二價(jià)，則正極全部為四價(jià)，此時(shí)，電池容量就為0（此過(guò)程不考慮副反應(yīng)、空氣氧化等其他因素）。? ? 基于液流電池正負(fù)極電解液遷移造成的容量衰減，可以通過(guò)優(yōu)化電解液價(jià)態(tài)和體積來(lái)降低容量衰減。在此之前，我們需要明確電解液何時(shí)達(dá)到平衡，達(dá)到平衡的條件由哪些，平衡的狀態(tài)是什么，基于此才能更好的研究?jī)?yōu)化電解液價(jià)態(tài)和體積。 如需液流電池測(cè)試系統(tǒng)及關(guān)鍵材料測(cè)試夾具，可站內(nèi)聯(lián)系 發(fā)自小木蟲(chóng)Android客戶端 |
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