全钒液流电池正极电解液的研究进展

全钒氧化还原液流电池的研究已有20多年的历史,但其发展受到诸多因素的制约。正极电解液是全钒氧化还原液流电池的关键材料,也是制约其实用化进程的重要影响因素之一。从制备、优化(包括添加剂的选择)以及钒离子在正极电解液中的存在形式等3个方面综述了全钒氧化还原液流电池正极电解液在国内外的研究进展。最后就正极电解液存在的一些其它问题做了分析,并探讨了全钒氧化还原液流电池正极电解液进一步研究的方向。     

温度和浓度对钒电池电解液性能影响研究进展

全钒液流电池作为智能电网建设中的重要支撑环节,广泛应用于电网发电、输电、变电、配电、用电各个环节。电解液作为全钒液流电池的活性物质,决定了全钒液流电池的储存能量。电解液作为全钒液流电池的重要组成部分,其性能直接影响全钒液流电池的效率。从提高全钒液流电池电解液性能的角度出发,针对影响电解液性能的温度和浓度两个重要因素,介绍了其影响电解液性能的原理,总结了国内外近年来的相关研究。     

全钒液流电池电解液研究进展

全钒液流电池主要由电堆、电解液及管路系统三个部分组成。电解液作为电能存储场所,其浓度和体积决定了电池容量的大小,电解液的稳定性和温度适应性也决定了电池的使用寿命和使用范围。主要从全钒液流电池电解液的制备、分析方法和性能优化及稳定性等方面对钒电解液的研究进展进行了概括和总结,并针对电解液现存的一些问题提出了思考,展望了电解液研究的发展方向。     

钒电池用电解液研究现状及展望

钒电池是近年来兴起的高效储能、绿色环保、反复可充放的新兴能源。钒电解液作为全钒氧化还原液流电池的活性物质是电池最重要组成部分之一,钒的浓度大小和电解液的多少决定了电池的容量,钒电解液性能的好坏对电池性能有直接影响。对钒电解液的制备、分析、性能优化方面的研究现状及展望作了综述。     

全钒氧化还原液流电池电解液的研究进展

全钒氧化还原液流电池(全钒液流电池)适用于大规模和分布式新能源接入、智能电网等领域。电解液的成本对全钒液流电池的推广与应用有重要影响。从降低成本和提高稳定性两个角度，综述近年来全钒液流电池电解液的研究进展。降低成本方面，当前工业化制备电解液主要是联合使用化学还原法和电解法，下一步主要是萃取法；从提高稳定性角度出发，介绍添加剂提高正极电解液和负极电解液温度稳定性，以及采用不同支持电解质在提高电解液浓度稳定性方面的研究进展；最后，从工业化生产角度，对全钒液流电池电解液的研究进行分析和总结。     

全钒液流电池流场模拟与优化

流场结构是影响全钒液流电池性能的关键问题之一.基于CFD技术建立全钒液流电池流场的二维数学模型,通过模拟获得在给定流场结构下电解液在石墨毡电极内的分布规律,优化流场结构提高电解液在石墨毡电极内分布的均匀性.研究结果表明,增加分配口个数和延长入口竖直主流道的长度能够有效提高电解液的分配均匀性;同时考察了分配流道宽度和流量对电解液分配均匀性的影响;所得结论对全钒液流电池流场结构设计具有重要的指导意义.     

泵损对全钒液流电池性能和效率的影响分析

建立了一个包括泵功率损耗的全钒液流电池系统模型,通过对全钒液流电池在不同管径和流速下的电池效率进行分析,得出全钒液流电池泵损的规律。运用仿真软件Fluent模拟仿真半电池在不同流速下的电解液分布。仿真结果表明,液压回路结构和电解液流速是造成泵损的主要因素,在该电池配置下电解液流量为86 cm3/s的时候可以获得最大电池效率,因此,优化钒电池结构和控制电解液流速,对于提高全钒电池储能系统的效率和改善电池稳定性至关重要。     

基于能效优化的液流电池储能监控系统研制

为了提高全钒液流电池储能系统能量转化效率,结合钒电池各种电量和非电量数据采集和分析,通过控制策略优化和软硬件设计,研制了全钒液流电池储能监控系统,实现对全钒液流电池电解液流量在0～100 kW功率下的优化控制,通过降低泵耗和电堆极化,减少了系统的能耗,充电时可达到14.22 kWh,放电时可达到7.69kWh.100 kW级的全钒液流电池储能系统充放电试验结果表明,该监控方式可有效提升系统整体效率,充电时可达到7.70％,放电时可达到6.68％所提出的电解液流量控制方式可为液流电池储能系统能效优化提供借鉴.     

全钒液流电池关键材料的研究进展

全钒液流电池相对传统蓄电池有很多优点。综述了全钒液流电池的关键材料的研究进展,其重点包括电极材料、电解液和隔膜。     

全钒液流电池管道内流场模拟分析

全钒液流电池凭借其性能优点在各方面都得到了大量应用,但其在应用过程中的流场特性对其性能存在很大影响.因此提出用Fluent 6.3.26对全钒液流电池管道内流场进行分析,讨论了不同支管管径对支管电解液流量分配的影响,比较了主管入口速度、支管出口速度的理论值和模拟值的差异.结果表明,支管管径对支管电解液流量分配有着明显的影响,速度理论值和模拟值的差异较小,提出模拟方法适合用于全钒液流电池管道内流场的模拟分析.     

钒电池失效电解液制备五氧化二钒

以钒电池失效电解液为原料,高锰酸钾为氧化剂,通过酸性铵盐沉钒,再经过锻烧,制备五氧化二钒,对实验过程中的沉淀物质进行X射线衍射分析。结果表明:在p H值为10.10以上可以除去溶液中的锰离子,加入铵盐沉钒时可以得到多钒酸铵,多钒酸铵加热分解后的物质是五氧化二钒。     

用高纯V_2O_5制备钒电池电解液的工艺研究

以高纯V2O5为原料,用SO2还原法制备VOSO4、锌-氨法制备V2(SO4)3,分别作为钒电池正、负极电解液的活性物质。对电解液的制备工艺进行了研究,同时对SO2还原V2O5的反应机理进行了研究,计算了制备VOSO4的反应焓变和吉布斯自由能变化,并对制备的电解液进行了电化学性能测试。结果表明:该法生产工艺简单,生产效率高,电解液浓度可任意调配;在电流密度为5.0 m A/cm2时,电池的电流效率、电压效率、能量效率分别为94.5%、91.2%和90.1%,满足钒电池电解液的性能要求。     

钒电池电解液的电位滴定分析

介绍了全钒氧化还原液流电池(以下简称钒电池)电解液中钒价态的电位滴定分析方法。该法适用于钒电池电解液中V(Ⅱ)、V(Ⅲ)、V(Ⅳ)、V(Ⅴ)及总钒的测定。结果表明,所测各价态钒及总钒的相对标准偏差(N=6)均不超过2.09%,可满足钒电池电解液中钒价态的分析需要。     

钒液流电池用离子交换膜的研究进展

钒液流电池（VRB）是一种新型高效储能电池。离子交换膜是VRB的关键部件之一。综述了最近4年来VRB用离子交换膜在商业化膜改性及新型膜的研发等方面的技术进展。指出了VRB膜未来可能的发展方向及需重点关注的基础研究课题。     

钒电池充放电过程离子变化规律研究

采用电位滴定法测定了钒离子浓度,并与钒化学分析方法(GB)测定结果进行了对比.在此基础上.研究了钒电池在一定充电深度下充放电过程中正负极不同价态钒离子浓度变化规律.结果表明.在钒电池多次循环过程终态时.无论是充电状态.还是放电状态.正负极电解质中钒离子浓度变化规律一致.即正极V5 离子浓度随电池循环次数的增加而升高;负极V2 离子浓度随电池循环次数的增加而降低.并且这种失衡现象严重影响着电池的寿命和效率.因此,若想延长电池循环寿命.保证电池设计容量和效率,如何有效控制正负极电解质中V2 与V2 离子实际浓度与理论值相匹配是电池运行中的关键问题.     

提高钒电池电解液的稳定性

为获得高比能量的钒电池电解液 ,在钒硫酸溶液中分别添加 2 %甘油和 2 %硫酸钠 ,提高了溶液中钒离子的溶解度和稳定性。利用循环伏安法测量含添加剂的钒硫酸溶液 ,得出溶液中少量的甘油和硫酸钠不会对钒氧化还原反应的可逆性产生不利的影响。用含甘油的钒硫酸溶液作为电池电解液组装钒电池 ,测量了电池的充放电性能 ,表明含 2 %甘油的钒硫酸溶液单位体积的电容量较大。     

添加剂对钒电池电解液性质的影响

在含3 mol/L钒离子的钒硫酸溶液中分别加入碱金属硫酸盐、碱金属草酸盐以及有机物脲和甘油等添加剂,提高了电解液稳定性。探讨了添加剂影响钒硫酸溶液稳定性的机理。对含添加剂的钒硫酸溶液的电导率的测定表明,适量添加剂不会降低溶液的电导率,有些甚至稍有提高。对含有添加剂的钒硫酸溶液进行了循环伏安试验,表明添加剂的加入不会对钒硫酸溶液的电极反应产生不利影响。     

碳硅棒作电极钒电池的设计与初步研究

介绍了钒电池的设计和初步研究成果.采用碳硅棒作电极,自行设计了钒电池的结构,该设计操作简单,实用性强,且成本较低.根据理论分析配制电解液,并对电池恒流电解时间和充电时间进行了计算.实验证实,设计的钒电池运行良好,配制的电解液合乎实验要求,测得的恒流电解时间和充电时间与计算的结果基本吻合.运行一定周期后,阳极出现轻微的腐蚀现象.     

钒氧化物正极材料的研究现状

综述了不同钒氧化物用作锂离子电池阴极材料的研究进展,重点介绍了V2O5、V6O13、Li1+xV3O8和掺杂V2O5及纳米V2O5的结构、制备方法及电化学性能.     

钒电池储能系统的发展现状及其应用前景

全钒液流电池从1984年问世以来,经历了快速的发展并逐步走向商业化。由于其独有的优势,近年来在固定型储能系统上的应用得到了推广。概述了钒电池储能系统的发展历程及其研究现状,列举了澳大利亚新南威尔士大学(UNSW)、日本住友电工(SEI)、钒电池动力公司(VRBPower)建立的用于太阳能、风能储能及电站调峰、建筑物应急电源等不同场合的钒电池储能系统(VESS)。简要介绍了我国的钒电池研究现状,分析了钒电池对钒资源的需求,指出钒电池储能系统的大规模推广将会大力促进我国对再生能源的利用,优化钒资源的综合利用。