钒氧化还原液流电池的研究进展(2)

有关钒化合物的研究文献

电源技术

综述

钒氧化还原液流电池研究进展

!

顾

电池材料的发展

军，李光强，隋智通

（东北大学材料与冶金学院，辽宁沈阳!）!"""#

摘要：介绍了国内外钒氧化还原液流电池的电极材料（炭素类和金属类）、集流板、电池隔膜材料的研究发展状况以及电解液的制备情况。石墨作电池正极易腐蚀，但成本较高；石墨毡是一种稳定的电极材料，质量$%&电极可用于钒电池，

轻、成本低，对其进行各种处理可提高电池性能。集流板和电池隔膜材料都制约着钒电池的发展，详细介绍了它们的发展情况。如何高效制备出钒电池电解液并提高其稳定性也是研制钒电池的重要问题。关键词：钒氧化还原液流电池；电极；电解质；隔膜中图分类号：’()!*+)

文献标识码：&

文章编号：（）!""*,"-./*""""0,"!-!,"1

!"#"%&&#’"%&%(")*#+,(+(-./01"%-#21’3#45(66%"$7

2345!$67689;6<59=>355643564@38A:?;

，F，%BCDE<GBE3<,@3<CGJK@,59<HIHH

（!，"#$$%$()*+,(%-(./’*)(%%0+3$+)#*(-)*+.4.,5*+-,)!#*.(.,($.,.!"""#7#,.(）&’12，2，2161!

：（），!"#$%&’$$67689;6<5A535EA9=5K6686L549M6;3564@38AL34>9<,563<M;6538,565K6LE446<5,L9886L5943<M:?:?:5K6A6343594=@8;=9473<3M@E;,46M9N,=89O>35564646@<549MEL6M3AO6883A5K6;65K9M9=4634@<73<3M@E;:?O::H

，686L549856+$%&686L549M6L9E8M>6EA6M3A9A@5@76@<73<3M@E;>35564@<A563M9=43K@56OK@LKO3A8@3>8659?:?H:，，>6L9449M6M>E5@5O3A<95AE@53>86ME659@5AK@KL9A5+P9O676443K@56,=685@A38@L3>86=9473<3M@E;>35564HH:::?

，，89OO6@K53<M89OL9A53<M5K6:64=94;3<L69=5K6>355643<>63A686L549M6;6564@38>6L3EA69=@5AA53>@8@5H?L?@;4976MO@5K5K6546356MH43K@56,=685+’K6LE446<5,L9886L5943<M5K6A6343594=@8;3465K6Q6=3L594A=945K6:::?M67689;6<59=73<3M@E;>35564+24634@<K6686L5498566==@L@6<58<M@;497@<5AA53>@8@54638A9764:?:H5??3:H@?3?@;9453<5=945K6>35564+:?

：；；；(),%-#73<3M@E;,46M9N,=89O>35564686L549M6686L549856A6343594=@8;??:*+

［，］UV1V和0自从(+／%Q883A,R3S3L9A等人!*发现TTTV／?

*V可组成一个氧化还原电池之后，钒氧化还原电池得到了很T

备电解液的方法，要经济可行且能提高电解液的浓度和导电性。本文分别介绍了钒电池的电极材料、隔膜、电解液制备的发展情况，为今后钒氧化还原电池的研制提供参考。3钒氧化还原液流电池的电极材料研制

3+3电极材料的选择

最初，(+%Q883A,R3S3L9A等利用石墨板作为电极材料制成?电池，发现T（!）／（"）和T（#）／（$）的氧化还原反应有TT

［］U一定的可逆性，但在充电时，正极的石墨板不稳定，一段时间

大的发展，已经在泰国建造了一个!Q用于太阳W的钒电池组，

［］0能屋储能。钒电池的电化学极化和浓差极化较其它电池小，［］1能够大电流放电，并且可以实现“瞬间再充电”，同时钒电池

的电容量易于增加，可因时因地而异。但钒电池的发展受到一定的制约，主要有三个决定性因素：首先是电极材料，必须选择一种合适的电极材料，提高电极反应的电化学活性，延长电极寿命；其次是隔膜材料的研制，要能提高膜的选择透过性，增长寿命；钒电池电解液的制作也很重要，必须寻求一条合适的制

之后，石墨会慢慢被刻蚀。为避免石墨被腐蚀，在石墨表面镀上一层导电的聚苯胺，但在一定的充放电周期后，聚苯胺也会发生氧化还原反应；用碳化硅刨光石墨表面，能提高电化学活性，但稳定性依然较差；当用金片作电极时，电极可逆性差，不适合；而2所以研究了$>和’@电极的电化学反应活性差；%&电极（$），在’电化@;6<A@9<38853>86&<9M6@电极上镀上铂黑，?%学活性很好，电极的可逆性也有所提高，但价格较贵，不利于钒电池的实用化；而在’也表现了好的电化学活@上镀上氧化铱，

［］#%-性和可逆性。为了进一步降低电极的成本，减轻电池的质

收稿日期：!))),!!,**

基金项目：中国科学院金属腐蚀与防护研究所金属腐蚀与防护国家重点实验室资助课题（）))"""!

作者简介：顾军（—），男，江苏省人，博士生；导师：隋智通，教授。!).*：（—），，：./,%&2BCDE<!).*;386L3<M@M356=942K$；%E647@A94%CG:01*，JK@,59<49=6AA94+H:

-!