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《华北电力大学》 2016年
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全钒液流电池荷电状态在线监测系统研制及应用研究

王熙俊  
【摘要】:全钒液流电池荷电状态(SOC)是衡量电池剩余容量、评价电池性能的重要参数。本文围绕全钒液流电池SOC在线监测系统,着重研究了氧化还原电位法(ORP法)和开路电压法,实现了正负极电解液SOC的在线监测。主要内容如下:采用电位测量法,研究了5种不同参比电极在正负极电解液中的电位稳定性。结果表明银/硫酸银固态参比电极电位稳定性最好,适宜用作ORP法测量全钒液流电池SOC的参比电极。采用氧化还原电位滴定法测定了各价态钒离子浓度,同时测得此时电解液的氧化还原电位(ORP),建立ORP-SOC的关系方程。结果表明,电解液充电和放电过程应分别用不同的拟合曲线方程来表征ORP与ln(1/SOC-1)的关系。对于正极电解液,ORP与ln(1/SOC-1)关系的一次拟合模型和二次模型的拟合优度差别不大;对于负极电解液,二次模型的拟合优度明显优于一次模型。采用氧化还原电位滴定法测定了各价态钒离子浓度,同时测得此时电池的开路电压(OCV),建立OCV-SOC的关系方程。结果表明,正负极电解液SOC不相等,偏差较大,分别建立了正极电解液OCV-ln(1/SOC-1)关系方程和负极电解液OCV-ln(1/SOC-1)的关系方程,相关系数均大于0.95。研制了全钒液流电池SOC在线监测系统,实现了正负极电解液SOC在线监测。测量结果表明,负极电解液充放电过程,ORP法测量SOC误差小于4%,开路电压法测量SOC的误差小于5%;正极电解液充放电过程中,ORP法测量SOC的误差小于5%,开路电压法测量SOC的误差小于10%。ORP法测量SOC的误差略小于开路电压法的测量误差,运用ORP法测量电池SOC误差更小,可靠性更高。
【学位授予单位】:华北电力大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TM912

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【参考文献】
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