添加剂对电解液及钒电池性能的影响文献综述

 2021-09-25 01:06:13

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文 献 综 述

1、课题背景

能源是国民经济发展和人民生活的重要物质基础。随着社会的进步和能源技术的持续高速发展，风能、太阳能等可再生清洁能源利用领域的扩大，对能源的存储问题也提出了更大的挑战。因此，开发高效储能技术就显得极为重要。

高效储能技术主要分为扬水储能技术和液流电池储能技术。液流电池又称作氧化还原液流电池，其正负极的活性物质电解液是独立存放的，在充放电的时候，电解液通过泵的作用流入电池内部进行电化学反应，电池是进行电化学反应的场所，电能存储在电解液里。钒氧化还原液流电池（简称钒电池）是一种新型绿色环保储能系统，因为具有储能容量和功率可调、大电流无损深度放电、操作维护简单、使用寿命长、绿色环保等优点而受到广泛的关注。它具有液流电池的优点，并且电解液为单一的金属离子溶液，可以循环使用。因此，钒电池被认为是一种有前景的规模储能电源，在风电、光伏发电、电网调峰等领域都有着极其广阔的应用前景，近年来得到了很大发展，正在逐步走向实用化。

2、全钒液流电池

2.1 钒电池工作原理

全钒液流电池是一种新型的储能和高效转化装置，将不同价态的钒离子溶液作为正负极的活性物质，分别储存在各自的电解液储罐中，通过外接泵使电解液流入到电池堆体内，让其在不同储液罐和半电池闭合回路中循环流动；采用无机陶瓷膜作为电池组隔膜，使电解液平行流过电极表面并且发生电化学反应，将电解液中的化学能转化为电能，通过双极板收集、传导电流。在钒电池中，负极发生的是 2和 3价钒离子的氧化还原反应；正极发生的是 4和 5价钒离子的氧化还原反应。正负极的电化学反应构成了全钒液流电池的基本原理。

2.2 钒电池结构

钒电池主要由三部分组成：电池隔膜、电极材料和电解液。液流储电系统的电化学性能取决于电解质溶液、离子交换膜、电极和双极板等关键材料的综合作用，因此它的发展也主要受这三方面的制约。

2.2.1 电池隔膜

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