复合添加剂对钒电池正极电解液性能的影响

发布时间：2021-07-21 23:15

　　为了提高钒电池电解液的性能,选取了3种复合添加剂,研究了复合添加剂对钒电池正极电解液稳定性和电化学性能的影响。利用电化学方法制备了2 mol/L的全钒液流电池正极5价钒离子电解液,采用临界胶束浓度法得到复合添加剂的配比为:1%KHSO₄+3 mmol/L SDBS（十二烷基苯磺酸钠）、1%KHSO₄+2 mmol/L D-山梨醇、1%KHSO₄+2 mmol/L CTAB （十六烷基三甲基溴化铵）,并考察添加剂加入电解液后的稳定性与电化学性能。通过XRD分析手段,对电解液沉淀物的成分进行了表征。研究表明:添加剂的加入,并不会引起钒离子价态的变化,1%KHSO₄+2 mmol/L CTAB加入后,电解液峰电位差减小12 m V,峰电流增加9.8 m A,说明CTAB与KHSO4在合适配比下,能够有效提高正极电解液的稳定性及可逆性,添加剂的引入并未引起电解液沉淀物的物相组成变化,电解液性能显著提高。 

【文章来源】：化学工业与工程. 2020,37(05)CSCD

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

不同浓度添加剂加入后电解液表面张力变化

图1 不同浓度添加剂加入后电解液表面张力变化根据图1可知，电解液的表面张力在3种复合添加剂的作用下都能够显著降低，并且随着添加剂浓度的增加，电解液表面张力呈现先减小再增加的趋势，这主要是受到表面活性剂临界胶束浓度的影响。根据前人研究，当溶液中添加剂含量达到临界胶束浓度时，溶液表面张力降至最低，此时，再增加添加剂浓度，溶液表面形成胶束，一旦胶束形成，表面活性剂的活性不再增加，因此，可根据临界胶束法确定添加剂用量[19]。根据图1中表面张力变化的转折点，当CTAB的用量为2 mmol/L时，溶液的表面张力降至30.231 m N/m;SDBS用量为3 mmol/L时，对电解液表面张力降低幅度最为明显，此时电解液表面张力为25.916 m N/m;D-山梨醇在自身羟基作用下，当浓度为2 mmol/L时，表面张力降至最低点26.567 m N/m。因此确定3种添加剂的最适宜浓度为:2 mmol/L CTAB、3 mmol/L SDBS和2 mmol/L D-山梨醇。

根据确定的复合添加剂配比，分别将KHSO4、SDBS、CTAB、D-山梨醇按照配比加入到电解液中，加入添加剂后的电解液采用紫外可见分光光度计进行扫描，根据扫描结果，判断添加剂加入后是否影响电解液中钒离子相态变化，结果如图3、图4和图5所示。图4 含1%KHSO4与CTAB的电解液紫外可见光谱


本文编号：3295956