可溶性鉛酸液流電池制備與正極沉積物對(duì)電池性能的影響.pdf

1、新能源產(chǎn)能的波動(dòng)性和不確定性決定了風(fēng)電光電機(jī)組大規(guī)模并網(wǎng)時(shí),將嚴(yán)重影響電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài),風(fēng)電光電并網(wǎng)問(wèn)題日益突出。對(duì)太陽(yáng)能、風(fēng)能等非連續(xù)能源的利用和儲(chǔ)存成為當(dāng)前儲(chǔ)能領(lǐng)域研究開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)。與傳統(tǒng)液流電池不同,新型可溶性鉛酸液流電池(SLFB)是以可溶性二價(jià)鉛離子在甲基磺酸中作電解質(zhì),充電時(shí)分別在正負(fù)極沉積二氧化鉛和金屬鉛,放電時(shí)沉積物轉(zhuǎn)化回原來(lái)的基質(zhì)回到溶液當(dāng)中,無(wú)需使用離子交換膜,電池的容量和功率相互獨(dú)立。但目前SLFB的各項(xiàng)機(jī)理問(wèn)題研究

2、仍不夠深入,本文旨在對(duì)影響電池充放電性能的各類因素進(jìn)行研究探討。
　　首先對(duì)SLFB電極材料的選取以及電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)的改制。通過(guò)對(duì)碳/聚合物復(fù)合極板進(jìn)行循環(huán)伏安法以及不同濃度甲基磺酸溶液腐蝕發(fā)現(xiàn)其具有良好的電化學(xué)活性與耐腐蝕性能,適宜作為電池的電極材料;采用掃描電子顯微鏡,分析出鎳網(wǎng)為孔狀結(jié)構(gòu)有良好的反應(yīng)空間和反應(yīng)表面積,在負(fù)極上選擇鎳網(wǎng)與碳聚合物復(fù)合極板250℃下壓制成型作為電極材料。對(duì)SLFB內(nèi)部結(jié)構(gòu)的分析,改進(jìn)了一種電解液對(duì)正

3、負(fù)極表面沖刷均勻且 F進(jìn)上出的電解液流道,使電池在充放電循環(huán)中值放電電壓從0.397V提高到1。499V,且將庫(kù)倫效率從最低9％最高僅55.2％就開(kāi)始掉電提高到庫(kù)倫效率持續(xù)保持在60％以上。
　　通過(guò)恒流充放電情況下研究了不同電解液組分的配比、電流密度以及電解液在溶腔中的線流速對(duì)電池充放電性能的影響。循環(huán)伏安法結(jié)果表明Pb(CH3S03)2中CH3S03-1濃度在0.9mol/L且Pb2+濃度在1-5mol/L時(shí)電解液峰電位差較小

4、(474.oo),峰電流比000·58/110.66)更接近1,且氧化峰電流值和還原峰電流值均比較大,且電壓效率、庫(kù)倫效率、能量效率最高,分別能達(dá)到89％、98％以及76％;大電流密度下電池工作時(shí)由于極化作用,電池的性能下降較大,但電流密度過(guò)小又使得電池儲(chǔ)電能力不佳,最后選取10mA/cm2作為工作電流密度;加快電解液流速可以適當(dāng)消除電池濃差極化,流速?gòu)膐·5cm/s至1·5cm/s電池充放電性能在提高。分析不同濃度溶液循環(huán)后的電池正極