钒电池

摘要： 随着科技的发展,太阳能、风能、潮汐能等可再生能源已经成功应用于发电设施,使得产能形式更加丰富。但是,这些可再生能源受天气环境影响,具有间歇不连续、波动性较大等缺点,恶化了配电网的电能质量和可靠性。因此,需要在可再生能源系统中配备储能设备,将可再生能源电力转换成可储存的能源,然后以可控的方式部署到电网中,根据不断变化的电网需求,对电力进行一致的、即时的供应。储能设备能够提高可再生能源利用效率,实现对电能的“调峰填谷”,充分发挥可再生能源的优势。

摘要： 目前A股市场正处于3400点攻坚战的关键时刻,市场多空双方在3400点附近展开了激烈的“攻防转换”,板块概念轮动越发混乱无序,但“碳中和”“新能源”好像有“炒”不完的概念和话题,投资者也总能在能源金属、动力电池、储能设备、光伏绿电等板块找到非常细分的概念风口。而新能源储能电池概念就是代表之一,从前期的锂电池、钠离子电池、HIT光伏电池、氢燃料电池等,这段时间又出了一个“新”的概念,就是钒电池。

摘要： 将钒元素及其化合物拟人化,以主人公的第一视角来讲述一个莫名其妙失忆的元素探索世界、了解自己、重拾记忆的故事,并在过程中巧妙地介绍了钒元素及其化合物的性质及应用,突出该元素在当下世界中的重要性,同时帮助读者去认识、主动了解不同价态的钒。

摘要： 钢铁冶金行业中,钒是一种重要的合金元素添加剂,可有效增加钢铁的强度、韧性和延展性,占钒用量的85％.航空航天工业中,钛合金中添加少量钒可起到强化剂和稳定剂的作用,用量约10％.此外,钒在化工行业中主要作为催化剂和着色剂使用,用量约5％.其他行业中,钒还被用于生产钒电池、钒纳米材料、钒薄膜等.

摘要： 在持续跟踪研究“十三五”期间全球和中国钒资源、系列产品产量、产品结构和我国对外贸易等情况的基础上,总结概括了在此期间钒行业市场演变的几大特点,并对行业未来发展趋势进行了分析.从长远看,钒在各领域的需求是积极的,其未来市场具有巨大潜力.

摘要： 主要探讨了钒电解液的制备和添加剂对钒电解液性能的影响.实验分别选择了甘油与乙醇、焦磷酸钠与乙醇和双氧水以不同配比组合的两种添加剂,并通过伏安特性曲线、电导率、电位滴定等方法分析其对钒电解液稳定性和电化学性能的影响.循环伏安特性曲线表明,添加剂的加入对钒电解液的可逆性基本没造成影响,也未引起其他副反应.这两种组合添加剂很好地阻止了钒离子的结晶,对电导率的影响也较小.

摘要： 为提高钒电池电解液的能量密度及宽温度区间稳定性,对基于硫酸-盐酸混酸支持电解质体系的电解液进行稳定性及电化学性能优化.对电解液进行钒离子及氯离子稳定性测试,发现在支持电解质配比为硫酸根浓度2.0～3.0 mol/L、氯离子浓度6.0～6.4 mol/L时,电解液钒浓度可达2.4 mol/L且四种价态的电解液均可在-20～50°C稳定存在10 d以上且可以有效避免氯化氢挥发.对稳定性优化后的电解液进行循环伏安及交流阻抗测试,发现在钒浓度为2.2 mol/L、硫酸根浓度为2.75 mol/L、氯离子浓度为5.8 mol/L时,电解液的电化学性能最佳.对浓度组成优化的电解液进行充放电测试,发现电解液可以在-20～50°C及40～80 mA/cm2稳定运行,且能量效率可达75％.

摘要： 以含二甲基杂萘联苯聚芳醚酮为原料,通过控制溴化条件,得到了含溴甲基杂萘联苯聚芳醚酮,与吡啶反应得到可溶解的含吡啶基杂萘联苯聚芳醚酮(Py-PPEK),通过溶液浇铸法制得了含吡啶基阴离子交换膜.考察了离子交换容量(IEC)对Py-PPEK膜基本性能及电池性能的影响.研究结果表明,随着IEC的增加,Py-PPEK膜的吸水率和溶胀率增加,钒离子渗透系数和面电阻减小,钒电池的电流效率、电压效率和能量效率提高.在电流密度为40 mA/cm2时,Py-PPEK30(IEC=0.41 mmol/g)膜的电流效率达到95.5％,优于Nafion115膜.

摘要： 近日,长沙理工大学丁美、贾传坤教授团队联合多家科研团队,自主研发设计出了世界首款液流电池电极材料大尺度生长设备,并开发出了一种大规模储能钒电池专用的石墨烯复合电极材料,可显著提高钒电池功率密度、能量效率和循环寿命,有效降低钒电池成本。这一技术有望为大规模储能液流电池的商业化电极开发提供新思路。

摘要： 近日,长沙理工大学丁美、贾传坤教授团队联合多家科研团队,自主研发设计出了世界首款液流电池电极材料大尺度生长设备,并开发出了一种大规模储能钒电池专用的石墨烯复合电极材料,可显著提高钒电池功率密度、能量效率和循环寿命,有效降低钒电池成本。这一技术有望为大规模储能液流电池的商业化电极开发提供新思路。相关成果于6月7日发布在我国著名学术期刊《纳米研究》上。为如期实现2030年前"碳达峰"、2060年前"碳中和"目标,太阳能、风能等新能源开发利用成为研究热点。但新能源发电存在不稳定、不连续等问题,急需研发先进的大规模储能装置和技术。液流电池因循环寿命长、安全可靠、可快速和深度充放电等优点,成为目前最具潜力的大规模储能技术之一。不过,现下发展最为成熟的钒液流电池,依然存在成本高和电池能量密度低的商业瓶颈。丁美介绍,电极材料是钒电池功率模块成本和电池转化效率高低的决定性因素。该类电池常用的石墨毡或碳毡电极材料,存在比表面积低和催化性能差等缺点,严重影响了电池功率、效率和使用寿命。团队最新自主研发出的新型大尺寸石墨烯复合电极.

摘要： 通过考虑钒电池离子交换膜上的离子链浓度和正负电性,建立了钒电池离子交换膜物质传输的一维模型.模型包括组分守恒方程、电荷守恒方程、膜内电中性方程,以及膜与电极界面区域的泊松方程.结果显示,电极膜界面区域内各离子浓度和电势均有极大变化,该变化与膜上的离子链浓度及其正负电性相关;膜内浓度电势随之变化,从而得到正负电极间物质流量和钒离子间自反应量受离子链特性影响的变化规律.该结果对阴阳离子交换膜影响电池效率有指导性的作用.

摘要： 制备了具有不同分子链结构季铵化聚芳醚砜阴离子交换膜(季铵化聚砜、季铵化聚醚砜、季铵化杂萘联苯共聚醚砜和季铵化杂萘联苯聚醚砜).比较研究了阴离子交换膜的离子交换容量、吸水率、溶胀率等基本性能.测定了阴离子交换膜在五价钒溶液中的稳定性以及钒电池单电池性能.季铵化聚砜膜的钒离子渗透性高、稳定性较差,而季铵化杂萘联苯聚醚砜(QAPPES)阴离子交换膜具有较低钒离子渗透性、较好的稳定性和较高的能量效率.QAPPES阴离子交换膜的钒离子渗透系数低于8.47× 10-5 cm/min,其钒电池单电池能量效率可达到85.4％.

摘要： 液流电池概念最早是由Thaller于1975年提出的。所谓“液流电池”是指-----以液态物质为电活性物质,在电化学反应过程中电解液流过电极表面发生氧化还原反应把化学能转变为电能的电池。1985年澳大利亚新南威尔士大学的 Maria Kazacos等利用钒元素的变价特性,同时作为阴阳极的储能物质,开发出了的全钒氧化还原液流电池,由于钒电池中电解液是循环流动的,这样就大大减少了电池的浓差极化。而且V(Ⅱ)/V(Ⅲ)和 V((Ⅳ)/V(Ⅴ)的氧化还原过程在电化学上是准可逆的,较容易进行。所以,钒电池有很高的能量转化效率.在风电、太阳能的储存,及电网调峰方面有着非常光明的前景。笔者将V2O5溶于3M的硫酸溶液中得到 0.2M、0.4M、0.6M(V5+)溶液。用电化学法研究了钒离子浓度、扫描速度、电极材料及其活化处理方法，对电解液的伏安行为的影响。结果表明：在未氧化处理的石墨电极上，峰电位随着扫速的增加而增大。经过氧化处理的石墨电极峰电位随扫速变化的趋势变小，氧化峰与还原峰形基本对称，与未氧化的石墨电极相比表现出更好的可逆性。经过电化学氧化处理的玻碳电极其活性大于未处理的玻碳电极。

摘要： 研问了钼酸钠作为负极电解液的添加剂,对电解液的电化学性能、问定性和电池性能的影响.结果表明:钼酸钠的加入,有利于提高负极电解液的电化学活性和V(Ⅲ)离子的扩散系数,减小了电荷传递电阻.在1.5wt％的含量范围内对负极电解液的低温问定性无影响.与问白电池相比,添加1.0wt％钼酸钠的电池的容量和能量有所提高,特别是在电流密度达到120mAcm-2,放电容量和放电能量提高了25.59％和21.89％.

摘要： 本文从正负极不同体积比、电解液添加剂、隔膜等方面研究了钒电池的循环稳定性.结果表明,正/负极电解液体积比为1∶1.3时,电池平均放电容量较高,但是它没有显著改善电池的容量衰减.在负极电解液中加入Al2(SO4)3添加剂,能一定程度上改善电池的性能.隔膜在电解液中稳定性较好,不是引起电池容量衰减的主要原因.要想改善电池的循环稳定性，一是从隔膜入手，选用钒离子扩散系数低的隔膜，降低钒离子在隔膜中的扩散速率，二是研究合适的负极添加剂，降低负极的钒离子扩散到正极的速率，使正、负极间的钒离子迁移达到平衡.

摘要： 研究了L-胱氨酸作为负极电解液的添加剂,对电解液的电化学性能、稳定性和电池性能的影响.结果表明:L-胱氨酸的加入,有利于提高负极电解液的电化学活性、Ⅴ(Ⅲ)离子的扩散系数和低温稳定性.添加2 wt％L-胱氨酸可以提高电池容量和能量,而且平均库伦效率和平均能量效率分别提高了1.11％和3.50％.

摘要： 本文主要设计合成含甲基杂萘联苯聚醚酮酮,经甲基溴化制备含溴甲基杂萘联苯聚醚酮酮,进而制备钒电池用阴离子交换膜。rn 以环丁砜为溶剂，一定比例的含二甲基杂萘联苯类双酚(DMDHPZ)和杂萘联苯类双酚(DHPZ)与1,4-(4-氟苯甲酞基)苯(DFBB)经高温缩聚反应，制得了含二甲基杂萘联苯聚醚酮酮(DMPPEKK)。将DMPPEKK溶于四氯乙烷中，加入一定量的N-代丁二酞亚胺(NBS)，一定温度下反应一段时间。反应结束冷却后倒入乙醇中，析出白色聚合物，干燥得到含溴甲基杂萘联苯聚醚酮酮(BPPEKK)。rn 改变DMDHPZ与DHPZ的投料比例，合成了二甲基单元含量为0.7-0.9的DMPPEKK经溴化改性，制得了溴代程度为0.75-0.99的BPPEKK。DMPPEKK和BPPEKK均可溶解于氯仿、DMAc和NMP中。由1H-NMR可知，经溴化改性后在4.4ppm处出现了溴甲基中甲基的特征信号峰，表明成功地制备了含溴甲基杂萘联苯聚醚酮酮。将BPPEKK溶解于NMP中配成制膜溶液，于玻璃板上刮制成膜，干燥后得到基膜。将基膜浸泡于三甲胺溶液进行胺化反应，制备了季铵化杂萘联苯聚醚酮酮(QBPPEKK)阴离子交换膜。

摘要： 全钒氧化还原液流电池(all vanadium redox flow battery,VRB，简称为钒电池)，被认为是最有可能实现地简单高效的大规模储能装置。自1985年被澳大利亚新南威尔士大学的Maria Kazacos等人提出后得到了广泛的研究[1-2]。由于钒电池中阴氧极电对分别为V(Ⅱ)/V(Ⅲ)和V(Ⅳ)/V(Ⅴ)，这就最大限度的减少了两电极的电解液的交叉污染，延长了电池的使用寿命；而且其中电解液是循环流动的，这样就大大减少了电池的浓差极化。此外，钒电池的输出功率和它的容量是相互独立的，这就使其电池的容量可以根据需要任意扩大。由于其极高的能量转化效率，在风电、太阳能的储存，及电网调峰方面有着非常光明的前景 [3-5]。我国风能资源储量居世界首位，仅陆上可供开发的风电装机容量就达2.5亿千瓦。近几年来，在一系列政策支持下，我国全社会投资风电的积极性空前高涨。二〇〇八年我国风电装机容量已达到一千二百万千瓦。这就为钒电池的应用提供了一个巨大的市场。因而钒电池的研究有重大的现实意义和市场价值。本文以光谱纯石墨为电极材料，以V(Ⅳ)/V(Ⅴ)为研究电对（含0.1mol/L 硫酸氧钒，2mol/L 硫酸为支持电解质），研究了不同溶液中恒压电氧化处理对电极活性的影响，最后提出以可逆度为试验指标，以溶液浓度，电氧化时间，氧化电压作为三个测试的因素，采用正交化方法对电极处理条件进行优化的方法。可逆度是我们自己定义的一个概念。可逆度的定义： r=2.3RTFΔΦ×100% 其中ΔΦ表示循环伏安法中氧化峰和还原峰的峰—峰电位差（ΔΦ=Φpc-Φpa），其它符号按电化学中的常用定义。在25°C时，可逆度有： r=0.059/ΔΦ×100%ΔΦ值越小则表明反应的可逆性越好。既可逆度r的值越接近于100%。结果表明：虽然石墨电极处理的重现性一般被认为是不好的，可正交化方法仍然表现出很好的指导意义。在0.8M硫酸溶液、3.5V电压、11分钟电氧化时间下处理的电极表现出良好的可逆性（可逆度接近90%）。此外本文也也发现电氧化的温度对电极的性能的影响也很明显，降低温度可使电氧化的电流有明显的降低，并且电极处理后的性能更好且重复性也更好。同时发现氢氟酸的加入可以有效的改善电对反应的可逆性。

摘要： 全钒氧化还原液流电池(Vanadium redox flow battery,简称钒电池)可以广泛地应用于风能、太阳能发电过程的储能，电站储能，电网调峰，不间断电源等方面。质子交换膜有效地阻隔阴极和阳极电解质并且起到传递质子的作用，是制约VRB发展的关键材料之一。为了提高隔膜在钒电池中的性能，本文采用无机-有机混合浇铸的方法，以掺加有磷钨酸（TPA）的磺化聚醚醚酮（SPEEK）为基膜，聚丙烯（PP）镍氢电池用隔膜作为增强膜，制备SPEEK/TPA/PP复合质子交换膜。对复合膜的钒离子渗透性以及单个装有SPEEK/TPA/PP的钒电池性能进行测试。

摘要： 研究了包覆SnO2膜修饰石墨毡电极的制备及其性质,通过XRD和SEM对材料的晶体结构和表观形貌进行了分析,并对V(IV)在修饰后的石墨毡电极上的电化学行为进行了研究.结果表明,SnO2膜对钒离子在石墨毡电极上的反应具有一定的电催化作用,电极具有较宽的电化学窗口,延缓了电极的析氧和析氢腐蚀.

摘要： 本发明涉及一种提高功能性的钒液流电池用电极及采用该电极的钒液流电池，其特征在于，所述电极包括非织造的多孔性碳基材，所述多孔性碳基材含有碳纤维及一种以上的导电性碳类。

摘要： 本发明的特征在于，包括：酸浸工序，用酸浸渍至少含有钒和选自镍、钴、锰、钯、铂、铜以及锌的1种以上的2价或3价金属的金属混合物得到浸出液；络合物生成工序，在浸出液中添加氨碱性水溶液将pH调节为10～12，在碱性水溶液中生成2价或3价金属离子的氨络合物和4价和/或5价的钒离子的阴离子络合物；2价或3价金属回收工序，在生成氨络合物和阴离子络合物后的碱性水溶液中添加具有羧基的载体，在载体上选择性地吸附氨络合物中的2价或3价金属离子，回收2价或3价金属离子；钒回收工序，从阴离子络合物中回收钒，该阴离子络合物包含在回收2价或3价金属离子后的碱性水溶液中。

摘要： 从馈给到电解液中的固体五氧化钒中获得的含有处于期望浓度比的V+3和V+4的酸性钒电解液，是通过使电解液循环流过多个串联的电解槽电化学还原该酸性电解液中至少部分的溶解态的钒到至少部分为V+3的状态而生产的；将从所述电解槽的最后一个槽流出的电解液中含有的该被还原的钒成分与计算量的五氧化钒反应，得到含有基本上处于V+4状态的钒的电解液；添加酸和水以使该溶液保持一定的摩尔浓度；并不断地使该电解液循环流过电解槽的串级，同时在所述串级的一个槽的出口处流出一股含有处于期望浓度的V+3和V+4的电解液产品。每个槽都是高度不对称的，有一个阴极和一个阳极，其有各自的表面形貌、几何形状和相互布置以引起阳极表面上的电流密度比投影阴极表面上的电流密度大5－20倍并在阳极析出氧气。这种类型的不对称电解槽可以用在工作态电池的正极或负极电解液中的某一个的回路中，用于重新平衡其钒成分的各自的氧化状态。

摘要： 本实用新型涉及一种能够控制全钒液流电池电解液温度的全钒液流电池，其包括：电池组(1)，用于储存正/负极电解液的电解液储槽(4)，用于在所述电池组(1)和所述电解液储槽(4)之间传递电解液的电解液循环系统(3)，以及用于调节电解液温度的电解液温度控制系统(5)，其特征在于，所述电解液温度控制系统(5)由冷却水回收装置(51)、冷却水导管(52)和冷却水循环泵(53)构成，所述冷却水导管(52)的冷却水导管换热段位于所述电解液储槽(4)内部并能够与储存在其内部的电解液进行换热。其中，用于给冷却水降温的所述冷却水回收装置(51)连接至所述冷却水导管(52)。

摘要： 本发明公开了一种钒电池用覆盖碳纳米管层的多孔碳材料及钒电池，属于氧化还原液流电池技术领域。本发明通过在多孔碳材料接触膜的一面引入一层碳纳米管膜，使改性后的多孔碳材料表面变得平滑，同时引入导电性能和活性官能团高于多孔碳材料的碳纳米管，以提高多孔碳材料和膜二者之间的导电性能和增加质子的传递性能，进而提高钒电池的性能。

摘要： 本发明公开了一种钒电池用电极及钒电池，属于氧化还原液流电池技术领域。本发明首先提供了一种钒电池用电极，利用聚合方法制备含有碳酸盐的功能性聚丙烯腈母液，然后按比例与市售聚丙烯腈原液进行共混、织毡、石墨化等工艺，制备得到钒电池用电极；再用该电极制备钒电池。本发明方法通过造孔剂的分解，在碳纤维上直接形成孔结构，同时分解生成金属氧化物，能显著提高碳纤维毡整体的活性、增加反应活性点，提高钒电池的性能；并且可根据需求，灵活选择造孔剂和母液，可行性强。

摘要： 本发明公开了一种含钒溶液制备钒电池电解液的方法及钒电池电解液，涉及钒电池电解液领域，所述方法包括：将酸性含钒溶液中钒离子均转化为五价，得到五价含钒溶液；向所述五价含钒溶液中加入含磷酸根的物质，得到磷酸氧钒固体；将所述磷酸氧钒固体与支持电解质混合活化，得到电解液浆体；将所述电解液浆体置于电解槽中，得到钒电池电解液。首先本发明的沉淀过程中可有效去除含钒溶液的杂质离子，快速实现分离提纯，效率高，流程短；其次本发明在磷酸氧钒浆体过程中采用超声进行辅助，可保证液相环境的均一性，加快磷酸氧钒转化为五价钒离子的过程，进而加快电解效率；最好本发明在电解液中引入了含磷物质可大幅提升电解液低温稳定性。

摘要： 本发明公开了一种钒电池用一体化石墨电极及钒电池，属于钒电池技术领域。本发明采用膨胀石墨为导电材料，EVA为基体材料，通过导电材料部分发泡，制得双极板和集流极为一体的钒电池用石墨电极，制备方法包括：将EVA和膨胀石墨制成厚度0.5～1.5mm的双极板；将EVA：膨胀石墨：发泡剂制成厚度0.5～1.5mm的集流体；再将双极板和集流体进行压制和发泡，即得。本发明解决了现有技术中钒电池双极板与集流极之间通过挤压等方式结合造成内部电阻不均一，影响钒电池整体性能的问题，并且能够根据钒电池的要求，调节微孔大小及双极板和集流极的厚度，产品比表面积、导电性能易控制。

摘要： 本发明提供一种钒电池电解液，其由钒离子、硫酸和大环多胺组成。其中，大环多胺可以降低或消除钒离子的跨膜迁移，而且在电解液中具有高稳定性。

摘要： 本发明提供一种固体钒电池的制备方法及得到的固体钒电池，所述固体钒电池包括极板、隔膜、端板；所述极板包括正单极板、负单极板和双极板，所述双极板是用双极框架板和集流体粘接或焊接而成，在所述双极板的两面均涂布有电极活性物质；所述集流体为复合导电塑料板，所述复合导电塑料板是用聚合物与导电物质混合，加热180～320°C混匀，当物料转变为玻璃态后，将物料转入模具，把模具及物料一同加热后进行热压，然后淬冷得到很薄的光滑的薄片状的复合导电塑料板。本发明提出的固体钒电池的制备方法，对集流体、电极活性物质、安装工艺方面进行了优化和改进，本制备方法采用常见工业原料，制备的可操作性强，可实现大规模工业化生产。