為了提高釩電池電解液的性能,選取了3種復合添加劑,研究了復合添加劑對釩電池正極電解液穩(wěn)定性和電化學性能的影響。利用電化學方法制備了2 mol/L的全釩液流電池正極5價釩離子電解液,采用臨界膠束濃度法得到復合添加劑的配比為:1%KHSO₄+3 mmol/L SDBS（十二烷基苯磺酸鈉）、1%KHSO₄+2 mmol/L D-山梨醇、1%KHSO₄+2 mmol/L CTAB （十六烷基三甲基溴化銨）,并考察添加劑加入電解液后的穩(wěn)定性與電化學性能。通過XRD分析手段,對電解液沉淀物的成分進行了表征。研究表明:添加劑的加入,并不會引起釩離子價態(tài)的變化,1%KHSO₄+2 mmol/L CTAB加入后,電解液峰電位差減小12 m V,峰電流增加9.8 m A,說明CTAB與KHSO4在合適配比下,能夠有效提高正極電解液的穩(wěn)定性及可逆性,添加劑的引入并未引起電解液沉淀物的物相組成變化,電解液性能顯著提高。 

【文章來源】：化學工業(yè)與工程. 2020,37(05)CSCD

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

不同濃度添加劑加入后電解液表面張力變化

圖1 不同濃度添加劑加入后電解液表面張力變化根據(jù)圖1可知，電解液的表面張力在3種復合添加劑的作用下都能夠顯著降低，并且隨著添加劑濃度的增加，電解液表面張力呈現(xiàn)先減小再增加的趨勢，這主要是受到表面活性劑臨界膠束濃度的影響。根據(jù)前人研究，當溶液中添加劑含量達到臨界膠束濃度時，溶液表面張力降至最低，此時，再增加添加劑濃度，溶液表面形成膠束，一旦膠束形成，表面活性劑的活性不再增加，因此，可根據(jù)臨界膠束法確定添加劑用量[19]。根據(jù)圖1中表面張力變化的轉(zhuǎn)折點，當CTAB的用量為2 mmol/L時，溶液的表面張力降至30.231 m N/m;SDBS用量為3 mmol/L時，對電解液表面張力降低幅度最為明顯，此時電解液表面張力為25.916 m N/m;D-山梨醇在自身羥基作用下，當濃度為2 mmol/L時，表面張力降至最低點26.567 m N/m。因此確定3種添加劑的最適宜濃度為:2 mmol/L CTAB、3 mmol/L SDBS和2 mmol/L D-山梨醇。

根據(jù)確定的復合添加劑配比，分別將KHSO4、SDBS、CTAB、D-山梨醇按照配比加入到電解液中，加入添加劑后的電解液采用紫外可見分光光度計進行掃描，根據(jù)掃描結(jié)果，判斷添加劑加入后是否影響電解液中釩離子相態(tài)變化，結(jié)果如圖3、圖4和圖5所示。圖4 含1%KHSO4與CTAB的電解液紫外可見光譜


本文編號：3295956