全铅单液流电池正极材料结构与性能研究

来源 :北京化工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:shashuang0126
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全铅单液流电池是一种新型且具有较大发展潜力的液流电池体系。该电池体系以氟硼酸铅作为活性物质,正负极均采用石墨电极。整个体系在反应过程中由于只需要这一种活性物质,因此无需隔膜,在构建过程中可以减少经济投入,这在大规模能源储备方面具有很好的应用前景。本文主要针对氟硼酸铅电解液的几个重要物化性质进行了较为深入的研究并对电解液的浓度条件进行了优化,然后专门针对正极材料提出并研究了新的方案。主要工作如下:  1.分别针对氟硼酸铅在氟硼酸溶液中的溶解度,电导率,粘度和密度设计实验并分析总结了这些物化性质的变化规律,在此基础上通过设计并完成单因素实验,分别从氟硼酸浓度和氟硼酸铅浓度两个方面对氟硼酸铅电解液进行了优化,得出电解液的最理想浓度条件是氟硼酸浓度为2.0M,氟硼酸铅的浓度为0.9-1.5M。  2.提出并初步研究了新材料Ti4O7和TaC制备的复合基体作为体系正极时的性能优劣,认为选用组分比例优化后的TaC复合电极作为体系的正极是有效可行的,这为今后改善该体系中正极寿命问题提供了可行方案。  3.发现并进一步研究了用自制的电解PbO2作为体系添加剂时对正极极化的影响。发现相较于空白溶液,加入电解的PbO2后体系的正极极化明显减小,充放电电压差降低,效率升高。且当加入的PbO2量为20-40gL-1时,能更加有效降低充放电电压差,虽在充放电前期库仑效率较低,但随着循环次数的增加,库仑效率较快提高至90%以上,能量效率超过80%,电池的循环稳定性得以显著改善。
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