全釩氧化還原液流電池電極材料的研究.pdf

1、全釩氧化還原液流電池是近年來開發(fā)出的一種新型綠色環(huán)保儲(chǔ)能電池，然而，從理論走向釩電池的實(shí)際應(yīng)用，仍然存在很多問題。例如影響釩電池性能的因素很多，其中電解液的濃度、正負(fù)極反應(yīng)、電極材料性能是重要因素。目前，釩電池的發(fā)展受阻于電極材料的選擇，可用于釩電池的電極材料有金屬電極、復(fù)合導(dǎo)電塑料電極和碳素類電極。本文介紹的碳素類電極材料有石墨棒、石墨氈，主要采用循環(huán)伏安、交流阻抗、恒流充放電等電化學(xué)測(cè)試方法，評(píng)價(jià)了V(IV)/V(V)電對(duì)在不同電極

2、材料上的電化學(xué)特性，得出如下結(jié)論：在0.65～1.4V掃描范圍內(nèi)均出現(xiàn)兩個(gè)特征峰，其峰電位值分別對(duì)應(yīng)于V(IV)/V(V)電對(duì)的氧化峰和還原峰。峰電流隨著掃描速率的增加而增加，同時(shí)也使峰電位間距不斷增大，可逆性下降。為了使電極獲得較大的活性和較好可逆性，本文實(shí)驗(yàn)表明0.05V/s掃描速度為最宜掃描速度。進(jìn)行多次循環(huán)伏安測(cè)試，考察其循環(huán)性能，當(dāng)掃描100次之后，石墨棒電極的電流保持率仍高達(dá)95％以上，電化學(xué)性能良好，適合作為VO/VO電極

3、的正極材料。2+2+通過循環(huán)伏安測(cè)試，研究了V(IV)/V(V)電對(duì)在酸熱處理石墨氈電極、電化學(xué)處理石墨氈電極、CoCl2溶液修飾石墨氈電極、普魯士藍(lán)修飾石墨氈電極上的電化學(xué)特性。結(jié)果表明：V(IV)/V(V)電對(duì)在經(jīng)550℃、2小時(shí)熱處理的石墨氈電極上有較好的電化學(xué)活性；在電化學(xué)處理石墨氈電極上V(IV)/V(V)電對(duì)活性增強(qiáng)但可逆性略有下降；CoCl2修飾石墨氈電極對(duì)V(IV)/V(V)電對(duì)氧化過程的電催化作用不大，但對(duì)V(IV)/

4、V(V)電對(duì)還原過程有一定的催化作用。經(jīng)普魯士藍(lán)修飾的石墨電極V(IV)/V(V)電對(duì)的電化學(xué)活性有所提高。
　　通過交流阻抗測(cè)試表明：不同品牌石墨棒作比較，5＃D電阻明顯小于5＃HT電阻。加熱后的石墨氈電阻明顯小于未處理石墨氈電阻，且最佳熱處理溫度為550℃。
　　采用恒流充放電技術(shù)研究了V(IV)/V(V)單電極在石墨棒電極上的充放電性能。當(dāng)充電電流為1mA，放電電流為10mA，充電終止電壓為1.9V，放電終止電壓為0.