本文選題：釩電池　切入點：電極材料　出處：《蘭州交通大學》2014年碩士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：全釩氧化還原液流電池是由澳大利亞New South Wales大學的M Kazacos于1984年提出。釩電池是利用電解液中不同價態(tài)釩離子相互轉換產(chǎn)生電流，電極本身不發(fā)生反應，只為反應提供場所，且使用壽命長、可靠性高、操作簡單。因此，釩氧化還原液流電池引起了研究者們的普遍關注。本文主要以釩電池電堆各組成部件為研究對象，著重研究了釩電池的電極材料，釩電池電解液的穩(wěn)定性以及釩電池電堆各部件的設計及組裝。釩電池的電極基體材料采用的是2000℃下制備的聚丙烯腈基碳氈，通過酸熱綜合處理及金屬離子處理對其進行改性，然后由循環(huán)伏安、極化曲線、SEM測試等對改性后的碳氈材料進行表征。電解液的制備方法有化學合成法和電解法，本文采用電解法制備釩電池的電解液，然后加入檸檬酸鉀、硫酸銨、硝酸鈷、四氯化錫等穩(wěn)定劑，放置一段時間后，測試電解液的穩(wěn)定性能。 經(jīng)過350℃、450℃、550℃保溫2h后鹽酸、硝酸、硫酸依次處理不同時間后的碳氈材料與未處理的碳氈材料相比，電化學性能都有明顯的提高，耐腐蝕性能也得到明顯的改善，其中，經(jīng)過550℃保溫2h后鹽酸處理2h后的碳氈電極的電化學性能最好，適合用作釩電池的電極材料。 經(jīng)過紅外分析得出，酸熱綜合處理主要增加的是碳氈表面的-OH、C=O官能團的含量，同時使醇和醚的含量減少，也可以說是增加碳氈表面-COOH的含量，從而改善了碳氈的電化學性能。 經(jīng)過不同濃度硝酸鎳溶液處理24h后的碳氈材料的電化學性能有明顯的提升，峰值明顯提高。其中，經(jīng)過2mol/L的硝酸鎳溶液處理后的電極材料的電化學性能最好，適合用作釩電池的電極材料。 電解法制備的釩電池電解液可以得到高濃度的釩電池電解液，加入檸檬酸鈉、硫酸銨、硝酸鈷、四氯化錫等穩(wěn)定劑后，研究發(fā)現(xiàn)，加入檸檬酸鈉和硝酸鈷后，釩電池電解液的穩(wěn)定性與未加入添加劑的電解液相差不大。加入四氯化錫后放置一段時間后的電解液的穩(wěn)定性有明顯的提高。 本文設計的釩電池電堆由兩個半電池組成，一個是正半電池，另一個是負半電池，兩個半電池的各部件是相互對稱的，同時又是相互隔離的，用以避免正負電解液相互污染。正半電池是由端板、電極襯板、導流板、膜等部件組成。電解液依次從端板、電極襯板的兩側方形的進液口流進，從負半電池部件的方形出液口流出，如此完成一個循環(huán)。負半電池也是由端板、電極襯板、導流板、膜等部件組成。電解液依次從端板、電極襯板的兩側方形的進液口流進，，從正版電池部件的方形出液口流出，兩個半電池通過雙極板進行相互連接。
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【學位授予單位】：蘭州交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TM912

【參考文獻】

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本文編號：1608563