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.     

全钒液流电池三维模拟

通过全钒液流电池三维耦合反应模型的建立,研究了三种不同电池结构设计中电解液流场分布、电压分布、电流分布以及离子浓度分布。结果表明,电解液主管道至电极反应区横向导流槽的设计,有效提高了电池堆中电解液分配的均一性,降低反应浓差极化,提高电池充放电效率。     

全钒液流单体电池性能研究

采用草酸还原法制备了电解液,实验室自组装了单体电池,考察了不同电流、电解液流量对单体电池容量、库仑效率、能量效率的影响,并评价了单体电池的自放电和内阻特性。结果表明,随充放电电流密度增大,库仑效率变化不大,电压效率降低导致能量效率降低;固定电流密度,随电解液流量增加,电池能量效率增大,流量在近300 mL/min时能量效率达到63%;电池自放电26 h,电压仍处于平台上;充电态动态阻抗值比静态阻抗值大,放电态动态阻抗值比静态阻抗值大,充电态静态阻抗随SOC的增大而减小,放电态静态阻抗随SOC的减小而增大。     

全钒液流电池离子交换膜研究进展

全钒液流电池是近年来储能电池的研究热点,离子交换膜是其关键部件之一。总结了近年来全钒液流电池用离子交换膜的研究进展,提出了未来可能的研究方向。     

全钒液流电池仿真模型研究

介绍了全钒液流电池的基本原理及优点,提出了一种通过电池端电压与电池中剩余有效能量间的关系来确定电池端电压的方法,并针对一个具体的全钒液流电池样机建立其仿真模型,最后,通过分析电池的充电过程及暂态过程的实验和仿真结果,对该仿真模型进行评估。     

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。     

基于叉指型流场的全钒液流电池流动模拟

流量和压力是影响全钒液流电池性能的重要因素,建立了基于叉指型流场的钒氧化还原液流电池的流动模 型,并进行了不同电解液流量下的流动模拟,获得给定流场结构下电解液在碳毡电极内的分布规律.     

全钒液流电池SOC估算方法研究

荷电状态(state of charge,SOC)估算是储能系统研究的核心内容之一,关系到微电网的功率控制与能量管理策略。简述了适用于全钒液流电池SOC的表征方法和估算方法,分析了这些方法的优缺点及适用范围,对全钒液流电池SOC估算的发展趋势做出了展望。     

全钒液流电池用石墨毡研究进展

全钒液流电池的多种电极材料中,石墨毡作为电极材料综合性能最优,但仍然需要进行活化增强其性能.简述了全钒液流电池用石墨毡活化处理的基本原理,综述了国内外石墨毡的各种活化处理方法的研究进展,介绍了常用的热处理、酸处理、电化学处理等活化方法的特点及活化处理方式,并对石墨毡活化改性未来的发展方向进行了展望.     

2.5kW全钒液流电池的建模与仿真

介绍了全钒液流电池(VRB)的化学反应原理以及组成部分,分析并确定影响钒电池充放电的主要因素,建立了2.5kW钒电池的电化学模型和机械模型。利用Matlab仿真,在恒流充放电的条件下,得到钒电池运行过程中的电堆电压和电池功率曲线,研究了电池充放电过程中的流量参数优化。该模型较好地反映了钒电池的充放电特性,可为钒电池的操作运行以及能量优化提供工程指导。     

钒氧化还原液流电池的充放电特性

采用恒流限压充放电法,研究了充放电电流密度对钒氧化还原液流电池的容量、库仑效率和能量效率的影响,同时研究了过充条件下的集流体腐蚀情况,初步建立了钒氧化还原液流电池稳定有效的充放电模式.理想的充放电电流密度为63.8 mA/cm2,对应的库仑效率是95.09%,能量效率是70.79%.充电电压上限不能超过1.75 V.     

全钒电池组的充放电性能

简介了钒电池的特点,组装钒电池组并对其进行恒流充放电考核,结果表明:电池组的库仑效率随着充放电电流的增大而增大,最高可达到95.09%;电池组的能量效率随着充放电电流的增加而减小,最高可达到81.32%。     

多硫化钠/溴与全钒液流电池的发展现状

氧化还原液流电池是近年来研究的一个热点。在液流电池体系中,多硫化钠溴液流电池与全钒液流电池处于主导地位。介绍了多硫化钠溴液流电池与全钒液流电池的发展、组成、性能及其应用,并比较了它们的优缺点及其应用范围。另外,对多硫化钠溴液流电池和全钒液流电池的发展前景进行了预测。     

全钒离子液流电池的应用研究

采用循环伏安法研究了全钒离子液流电池正极溶液的浓度及添加剂对正极反应的影响。研究了两种离子交换膜对钒电池性能的影响。结果表明 :高浓度的钒离子溶液 ,其循环伏安表现不理想 ,而添加剂过氧化氢对还原过程有利。隔膜研究显示 :阳离子交换膜SelemionCMV有利于提高充放电电流和充电效率 ,但是机械强度较差 ,不利于长期使用。     

全钒氧化还原液流电池一体化复合电极的研究

采用改性处理的聚丙烯腈基石墨毡和聚合物为基体的碳塑板制备得到了钒电池用一体化复合电极.研究表明,聚丙烯腈基石墨毡经过400～450℃、2 h的热处理和98%浓硫酸中浸泡6 h的酸处理后具有较好的催化活性.用以聚醋酸乙烯乳液占总原料的70%,而活性炭和石墨粉占30%(活性炭:石墨粉=1:1)的比例压制的碳塑板、改性处理后的石墨毡及不锈钢网组成一体化复合电极,循环伏安测试表明此一体化复合电极具有较好的电化学活性.     

液流电池系统的模块化集成特性研究

结合电力系统对储能电池的实际要求,开展了100 k W级全钒液流电池系统的集成特性研究。对10 k W级电堆多种串并联方式下的效率、内阻和主电流分布等特性参数进行了实验与分析。实验结果:在相同功率等级和功率等级扩展两方面,串并联集成方式对效率的改善优于串联方式;系统内阻随功率扩展呈非线性增长;串联电堆之间主电流的对称分布导致各电堆工作状态不一致,将导致电堆性能差异增大;为全钒液流电池储能系统的集成技术、应用仿真和可靠性评价提供了实践依据。