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《齐齐哈尔大学》 2015年
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车载钒电池材料设计及电解液参数研究

李华青  
【摘要】:本文设计了车载钒电池电堆结构,并进行了钒电池壳体材料研究及其适用性分析,设计的车载钒电池具有防泄漏、抗震、温度可调、环保等特点。使用了一种安全、快速、无污染的化学还原法来制备钒电池电解液。采用了电位滴定法对电解液钒离子浓度测定,使用高锰酸钾、硫酸亚铁铵体系对电解液进行滴定分析。没有使用具有剧毒的K2Cr2O7作为滴定剂,安全环保,具有很高的实用性。测定出电池性能与电解液中活性物质钒离子浓度、循环泵流速、充放电电流密度等密切相关。电解液中钒离子浓度为2mol/L时,钒电池的电压效率最高,电极电化学活性最好。当循环泵流量达到16L/min,继续增加流速但钒电池能量效率增高不大,基本保持稳定,通过增加电解液流速来提高电池的能量效率的方法意义不大。钒电池的能量效率和电压效率同时受充放电电流密度影响较大,而电流效率均保持在很高的数值上,只是受充电电流密度微弱的影响。随着钒离子浓度的增大,钒电解液的循环伏安曲线的峰值电流呈现先增大后减小的变化规律。在V4+浓度小于2.5mol/L时,加入添加剂对电解液的循环伏安曲线峰值电流影响较小;在V4+浓度大于2.5mol/L时,加入具有非配合作用的添加剂KHSO4,峰值电流依然变化不大,而加入具有配合作用的无水乙醇时,峰值电流减小很多。硫酸氢钾、甘油、十二烷基磺酸钠和无水乙醇均具有稳定电解液的作用,硫酸钾降低了钒电池电解液的稳定性。甘油、十二烷基磺酸钠和无水乙醇不参与电池电化学反应,可以在电解液中稳定存在。甘油、硫酸氢钾和无水乙醇对电解液电化学性能和电池性能有一定的提高,适合作为钒电池添加剂。而十二烷基磺酸钠虽然具有稳定电解液的作用,也降低了钒电解液的电化学性能,硫酸钾和十二烷基磺酸钠不适合用作钒电池电解液添加剂。
【学位授予单位】:齐齐哈尔大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TM912

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