本文關(guān)鍵詞：基于復(fù)合高氯酸為電解液的高面容量全鉛單液流電池研究

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【摘要】：單液流電池相對(duì)其它液流電池在避免電解液相互交叉污染和節(jié)約成本等方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì),因而在可再生能源發(fā)電和智能電網(wǎng)建設(shè)等方面有著廣泛的應(yīng)用前景。本研究針對(duì)現(xiàn)有單液流電池比面容量和能量效率低的缺點(diǎn),提出并開展研究了一種基于復(fù)合高氯酸溶液作為電解液,電沉積超高比面容量二氧化鉛和鉛分別作為正負(fù)極的全鉛液流電池。圍繞上述單液流電池,本論文主要的研究?jī)?nèi)容如下：首先,對(duì)高氯酸電解液的氧化性進(jìn)行了研究,并使用正交實(shí)驗(yàn)法和單因子實(shí)驗(yàn)法對(duì)液流電池電解液各組分濃度以及液流電池充放電制度等條件進(jìn)行了優(yōu)化；其次,通過掃描電鏡、Tafel測(cè)試等手段研究了添加劑對(duì)負(fù)極電沉積鉛的改善情況及其對(duì)負(fù)極交換電流密度、充放電電壓、交流阻抗的影響,并用循環(huán)伏安法對(duì)比了液流電池正負(fù)極的電化學(xué)性能；再次,通過線性掃描、恒流充放電、X射線衍射等方法討論了正極基底對(duì)液流電池充放電的影響以及電解液中Pb2+和H+濃度對(duì)正極電沉積二氧化鉛晶型的影響；最后,分析了液流電池充放電過程中正極交流阻抗的變化以及Pt/Ti基底全鉛液流電池的失效原因。在優(yōu)化電解液組成和電沉積條件的基礎(chǔ)上,全鉛單液流電池給出了高達(dá)125 mAh cm-2的比面容量和長(zhǎng)達(dá)500次以上的循環(huán)壽命,較之前報(bào)道的甲基磺酸體系和四氟硼酸體系全鉛液流電池的比面容量提高了5倍,并且平均容量效率和能量效率分別達(dá)到95%和85%。EDS測(cè)試也表明循環(huán)過程中鍍鉑鈦基底上的鉑未出現(xiàn)流失跡象,在對(duì)電解液進(jìn)行維護(hù)更新后液流電池的容量效率和能量效率能夠迅速恢復(fù)。
【關(guān)鍵詞】：液流電池 電沉積鉛 二氧化鉛 高氯酸 比面容量
【學(xué)位授予單位】：北京化工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TM912;O646
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-15
• 第一章 緒論15-33
• 1.1 引言15
• 1.2 液流電池背景15-16
• 1.3 液流電池概念及工作原理16-17
• 1.4 液流電池特點(diǎn)17-18
• 1.5 液流電池分類18-30
• 1.5.1 雙液流電池19-25
• 1.5.2 單液流電池25-30
• 1.6 論文的立論和目的30-31
• 1.7 論文的研究?jī)?nèi)容與方案31-33
• 第二章 實(shí)驗(yàn)藥品器材及研究方法33-39
• 2.1 引言33
• 2.2 實(shí)驗(yàn)試劑和儀器33-35
• 2.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑33-34
• 2.2.2 實(shí)驗(yàn)與測(cè)試儀器34-35
• 2.3 電極基底預(yù)處理和電池組裝35-37
• 2.3.1 負(fù)極電極片預(yù)處理35
• 2.3.2 正極電極基底的預(yù)處理和制備方法35-36
• 2.3.3 電解液配制36-37
• 2.3.4 電池組裝37
• 2.4 分析測(cè)試樣品預(yù)處理方法與參數(shù)設(shè)置37-39
• 2.4.1 XRD測(cè)試37-38
• 2.4.2 SEM測(cè)試38
• 2.4.3 EDS測(cè)試38
• 2.4.4 ICP測(cè)試38-39
• 第三章 電解液組成與充放電制度的研究39-57
• 3.1 引言39
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分39-44
• 3.2.1 HClO_4穩(wěn)定性與Pb~(2+)電化學(xué)沉積特性研究39-40
• 3.2.2 正交實(shí)驗(yàn)預(yù)測(cè)電解液組成與充放電制度40-42
• 3.2.3 單因子實(shí)驗(yàn)確定電解液組成與充放電制度42-44
• 3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果和討論44-55
• 3.3.1 HClO_4穩(wěn)定性與Pb~(2+)電化學(xué)沉積特性研究44-49
• 3.3.2 正交實(shí)驗(yàn)預(yù)測(cè)電解液組成與充放電制度49-53
• 3.3.3 單因子實(shí)驗(yàn)確定電解液組成與充放電制度53-55
• 3.4 本章小結(jié)55-57
• 第四章 負(fù)極和添加劑的研究57-69
• 4.1 引言57
• 4.2 實(shí)驗(yàn)部分57-60
• 4.2.1 負(fù)極基底的選擇57-58
• 4.2.2 負(fù)極添加劑的選擇58-59
• 4.2.3 負(fù)極的電化學(xué)性能59-60
• 4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果和討論60-68
• 4.3.1 負(fù)極基底的選擇60-62
• 4.3.2 負(fù)極添加劑的選擇62-66
• 4.3.3 負(fù)極的電化學(xué)性能66-68
• 4.4 本章小結(jié)68-69
• 第五章 全鉛液流電池正極的研究69-87
• 5.1 引言69
• 5.2 實(shí)驗(yàn)部分69-73
• 5.2.1 正極基底的選擇69-70
• 5.2.2 正極的電化學(xué)性能70-71
• 5.2.3 正極充放電過程研究71-72
• 5.2.4 正極電沉積PbO_2表征72-73
• 5.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果和討論73-85
• 5.3.1 正極基底的選擇73-77
• 5.3.2 正極的電化學(xué)性能77-79
• 5.3.3 正極充放電過程研究79-82
• 5.3.4 正極電沉積PbO_2表征82-85
• 5.4 本章小結(jié)85-87
• 第六章 全鉛液流電池性能87-93
• 6.1 引言87
• 6.2 實(shí)驗(yàn)部分87-88
• 6.2.1 全鉛液流電池的充放電性能87-88
• 6.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果和討論88-92
• 6.3.1 全鉛液流電池的充放電性能88-92
• 6.4 本章小結(jié)92-93
• 第七章 結(jié)論93-95
• 參考文獻(xiàn)95-101
• 致謝101-103
• 研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文103-105
• 作者和導(dǎo)師簡(jiǎn)介105-106
• 北京化工大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文答辯委員會(huì)決議書106-107

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 胡林童;郭凱;李會(huì)巧;翟天佑;;新型鋰-液流電池[J];科學(xué)通報(bào);2016年03期

2 李倩;譚毅;施偉;李佳艷;張歡;;Fe/Cr液流電池用PAN基石墨氈電極改性研究[J];電源技術(shù);2015年07期

3 豐俊嬌;;化學(xué)電源儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)展望[J];化工管理;2015年17期

4 宋文君;李明強(qiáng);蘇杭;;鋅溴液流電池的電堆制備及性能評(píng)價(jià)[J];電源技術(shù);2015年05期

5 楊霖霖;王少鵬;倪蕾蕾;邸志崗;蘇青;肖揚(yáng);;新型液流電池研究進(jìn)展[J];上海電氣技術(shù);2015年01期

6 許守平;李相俊;惠東;;大規(guī)模儲(chǔ)能系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀及示范應(yīng)用[J];電源技術(shù);2015年01期

7 朱朋朋;趙平;徐艷;文越華;程杰;;全釩液流電池電解液的制備和性能優(yōu)化研究進(jìn)展[J];電源技術(shù);2015年01期

8 劉旭東;畢孝國(guó);吉曉瑞;董穎男;關(guān)新;;全沉積型鉛酸液流電池充放電特性研究[J];電源技術(shù);2014年09期

9 陳啟f ;方陳;張宇;賀健;龔明光;鮑劍明;;鈉電池的研究進(jìn)展及其在電力儲(chǔ)能中的應(yīng)用[J];華東電力;2014年08期

10 馬華;從長(zhǎng)杰;王馳偉;;儲(chǔ)能用鋰離子動(dòng)力電池研究進(jìn)展[J];化學(xué)工業(yè)與工程;2014年03期

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本文編號(hào)：932108