钒电解液的制备及其电化学和热力学分析

以冶金级V2O3和V2O5为原料,采用混合加热和自催化强化溶解相结合的方法制备钒电解液.通过热力学分析,从理论上计算并确定了V2O5和V2O3溶解过程中在硫酸溶液中的离子存在形式,从而计算了钒电解液VOSO4过程的吉布斯自由能变化？rGm,以及相应的反应生成焓？rHm.结果表明：反应为放热反应,且为自发过程（？rGm〈...     

氮化钛纳米管作为钒电池负极对V(Ⅱ)/V(Ⅲ)的电化学性能

采用阳极氧化法在钛箔表面原位生长二氧化钛纳米管,随后在氨气氛围中氮化还原制备氮化钛纳米管,并将此电极直接作为钒电池的负极,研究其对VⅡ/VⅢ的电化学性能。通过X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）以及X射线光电子能谱（XPS）等材料测试手段对氮化钛纳米管的形貌、组成和结构进行表征。分析结果表明,氨气高温氮化后,前驱体TiO₂相转变为TiN和Ti₂N相,表面元素组成为Ti-N-O,Ti-N和Ti-O,且其形貌仍保持纳米管的微观结构。采用循环伏安,电化学阻抗和充放电测试表明,氮化钛纳米管对负极电解液中的V（Ⅱ）/V（Ⅲ）展现了优异的电催化活性和可逆性,这主要归因于氮化钛纳米管大的电化学真实表面积和快速的电子转移通道。     

氮化钛纳米管作为钒电池负极对V(Ⅱ)/V(Ⅲ)的电化学性能

采用阳极氧化法在钛箔表面原位生长二氧化钛纳米管,随后在氨气氛围中氮化还原制备氮化钛纳米管,并将此电极直接作为钒电池的负极,研究其对V（Ⅱ）/V（Ⅲ）的电化学性能。通过X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）以及X射线光电子能谱（XPS）等材料测试手段对氮化钛纳米管的形貌、组成和结构进行表征。分析结果表明,氨气高温氮化后,前驱体TiO₂相转变为TiN和Ti₂N相,表面元素组成为Ti-N-O,Ti-N和Ti-O,且其形貌仍保持纳米管的微观结构。采用循环伏安,电化学阻抗和充放电测试表明,氮化钛纳米管对负极电解液中的V（Ⅱ）/V（Ⅲ）展现了优异的电催化活性和可逆性,这主要归因于氮化钛纳米管大的电化学真实表面积和快速的电子转移通道。     

V2（SO4）3的制备及其在固体钒电池中的应用

以V2O5为原料,利用电解还原方法制备三价钒电解液,此电解液蒸发结晶后得到的V2（SO4）3固体,可组装成固体钒电池。固体钒电池在5 mA/cm2时电池的能量效率可达94.00%,比液流钒电池高出6%;其能量密度为54.18 Wh/kg,是液流钒电池的两倍。充放电实验结果表明,所制备V2（SO4）3固体电化学活性高,所用固体钒电池有望应用于移动电源和动力汽车。     

VOSO_4·2.76H_2O(s)在水和硫酸水溶液中的溶解焓

在298.15K下利用具有恒温环境的溶解-反应热量计,测定了VOSO4·2.76H2O(s)在水和0.5mol·kg-1硫酸水溶液中的摩尔溶解焓.在硫酸水溶液中VOSO4·2.76H2O(s)摩尔溶解焓的负值比在纯水中要小很多,这说明VOSO4在硫酸水溶液中具有较高的能量状态.借助VOSO4水溶液的离子缔合平衡和硫酸的二级解离平衡,改进了Archer方法,并用这种改进的方法分别估算了VOSO4·2.76H2O(s)在水中的标准摩尔溶解焓△sHm=-29.18kJ·mol-1,以及在0.5mol·kg-1硫酸水溶液中的标准摩尔溶解焓△sHm=-25.79kJ·mol-1.根据离子缔合平衡和硫酸二级解离平衡的计算结果,硫酸根离子浓度受到硫酸二级解离平衡控制,使部分[VOSO4]0离子对解离,致使硫酸氧钒-硫酸水溶液中的自由氧钒离子(VO2+)增加.     

钒电池电解液体积变化规律研究

研究了钒电池在使用阳离子交换膜稳定运行过程中电解液体积的变化情况, 分析了影响因素, 并总结了变化规律. 离子的电迁移使电解液体积随充放电容量的变化线性改变, 充电过程正极电解液体积线性减小, 负极电解液体积线性增大; 放电过程反之. 多次充放电循环过程中, 钒离子的净渗透方向是由负极到正极, 水的净变化方向与钒离子相同, 最终使得多次循环过程正极电解液的体积逐渐增加.     

库仑滴定法测定钒电池电解液中钒(Ⅲ)与钒(Ⅳ)的含量

钒电池是利用不同价态的钒离子在硫酸电解质溶液中发生氧化还原反应,实现化学能与电能之间的相互转换,从而具有大容量的快速充放电且功率和容量可调节等优点,被相关行业认为是最佳新能源储存介质[1-2]。该电池的容量和充放电效率,与电解液中不同价态的钒离子浓度有关,而该电解液中的钒离子的起始状态通常为钒(Ⅲ,V3+)和钒(Ⅵ,VO2+)混合态,当两种离子浓度的比值为1时,电池比容量达到最大[3-4],因此如何简便、快速且高效的测定V3+和VO2+的含量,对产品的质量控制意义重大。     

P507萃取纯化V(Ⅳ)制备草酸氧钒及其物化性能

从钒渣钠化焙烧后的含钒浸液中, 采用2-乙基己基磷酸单-2-乙基己酯(P507)萃取-草酸反萃取-蒸发结晶新工艺制备了草酸氧钒, 优化了草酸反萃取工艺的条件. 研究结果表明, 采用2.0 mol/L草酸溶液, 在水相与有机相体积比V(A):V(O)为1:5时, 于50 ℃下经过三级(理论)反萃取, 钒的反萃取率可达到99.98%, 反萃取液中VOC₂O₄浓度可达290.0 g/L以上. 负载的反萃取液经膜过滤除去残留有机物后, 再经蒸发结晶得到草酸氧钒. 采用X射线衍射、 X射线能谱、 热场发射扫描电子显微镜及同步热分析等手段表征了草酸氧钒的物化性能, 结果表明, 草酸氧钒的结构为VOC₂O₄·2H₂O, 粒度分布均匀, 结晶度高.     

吡唑基镁卤化物/四氢呋喃可充镁电池电解液

将不同配比的吡唑与格氏试剂反应制得的吡唑基镁卤化物/四氢呋喃（THF）溶液用作可充镁电池电解液,采用循环伏安和恒电流充放电测试研究了该电解液的镁沉积-溶出性能和氧化分解电位;并通过X射线衍射（XRD）和扫描电镜（SEM）对沉积物的组分和形貌进行了分析. 结果表明,吡唑上的取代基、吡唑与格氏试剂的反应配比对电解液的电化学性能都有影响. 1 mol·L^-1 1-甲基吡唑-PhMgCl（1：1摩尔比）/THF反应配制的电解液在不锈钢（SS）集流体的阳极氧化分解电位达到2.4 V（vs Mg/Mg²⁺）,并具有镁沉积-溶出电位低、循环稳定性高、配制方便的特点,有希望应用于实际的可充镁电池体系中.     

锂离子电池电解液的研究进展(英文)

综述现今锂离子电池电解液的研究进展 .评估了电解液中锂盐、溶剂、填加剂以及杂质等对电解液的电导、固体电解质相界面 (SEI)的形成、电池循环寿命等的影响     

吡唑基镁卤化物/四氢呋喃可充镁电池电解液

将不同配比的吡唑与格氏试剂反应制得的吡唑基镁卤化物/四氢呋喃(THF)溶液用作可充镁电池电解液,采用循环伏安和恒电流充放电测试研究了该电解液的镁沉积-溶出性能和氧化分解电位;并通过X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)对沉积物的组分和形貌进行了分析.结果表明,吡唑上的取代基、吡唑与格氏试剂的反应配比对电解液的电化学性能都有影响.1 mol·L-11-甲基吡唑-PhMgCl(1:1摩尔比)/THF反应配制的电解液在不锈钢(SS)集流体的阳极氧化分解电位达到2.4 V(vs Mg/Mg2+),并具有镁沉积-溶出电位低、循环稳定性高、配制方便的特点,有希望应用于实际的可充镁电池体系中.     

苯硫酚盐基溶液的可充镁电池电解液

将4-甲基苯硫酚、4-异丙基苯硫酚和4-甲氧基苯硫酚(RSH)分别与格氏试剂C2H5MgCl/THF(四氢呋喃)反应制得的苯硫酚氯化镁(RSMgCl)(分别标记为MBMC、IPBMC和MOBMC)/THF和进一步与Lewis酸AlCl3反应制得的(RSMgCl)n-AlCl3/THF(n=1,1.5,2)苯硫酚盐基溶液用作可充镁电池电解液,采用循环伏安和恒电流充放电测试研究了电解液的镁沉积-溶出性能和氧化分解电位.结果表明,苯硫酚上的基团种类和RSMgCl与AlCl3的比例对其电化学性能有影响.其中,0.5 mol·L-1(IPBMC)1.5-AlCl3/THF溶液具有最佳的电化学性能,其氧化分解电位适宜(2.4 V(vs Mg/Mg2+)),镁沉积-溶出循环效率稳定,过电位低,电导率较高(2.48 mS·cm-1),与正极材料Mo6S8兼容性良好,且具有一定的空气稳定性,配制方便,有希望应用于实际的可充镁电池体系中.     

V(Ⅳ)/V(Ⅴ)电对在石墨毡与导电塑料复合电极上的反应机理

应用循环伏安、极化曲线和交流阻抗等电化学方法研究了V(Ⅳ)/V(Ⅴ)电对在石墨毡复合电极上反应的速控步骤.结果表明,V(Ⅳ)/V(Ⅴ)电对在石墨毡电极上的反应属准可逆过程,且氧化过程包含有后置化学转化步骤;该过程Tafel斜率的实验值为0.124,而理论计算的,以电化学步骤作为控制步骤的Tafel斜率约0.12,两者吻合很好,表明该氧化过程受电化学步骤控制;以等效电路拟合不同极化电位下的交流阻抗,得出该电化学反应阻抗远大于其他阻抗,意味着电化学过程可能是电极反应的控制步骤,与实验得到的极化曲线分析结果相一致.     

软包装锂离子电池有机电解液的电化学行为

软包装锂离子电池有机电解液的电化学行为;锂离子电池; 软包装;液态电解液;γ-丁内酯;碳酸亚乙烯酯     

快速测定钒电池电解液中总酸浓度

钒电池电解液是钒电池能量储存与转换的核心,电解液活性物质是溶解在强酸溶液中的钒的氧化物或化合物,电解液中钒离子的浓度大小和电解液的体积决定了电池的容量。钒电池中一般采用硫酸作为支持电解液,电解液性能与支持电解液硫酸的浓度有直接关系。酸度过高,V（Ⅳ）和V（Ⅴ）容易形成VO³⁺、V₂O₃³⁺等物质,这些物质空间位阻大,易造成钒电池电解液在电堆运行中有较大的电化学极化,影响电解液循环;酸度过低,溶液电导率降低,V（Ⅳ）与SO₄^2-、HSO₄^-易形成离子对,而V（Ⅴ）自发缔合,导致正极电解液析出沉淀。为使钒电池电解液控制在合适的总酸浓度,尤其是监     

苯硫酚盐基溶液的可充镁电池电解液

将4-甲基苯硫酚、4-异丙基苯硫酚和4-甲氧基苯硫酚(RSH)分别与格氏试剂C₂H₅MgCl/THF(四氢呋喃)反应制得的苯硫酚氯化镁(RSMgCl)(分别标记为MBMC、IPBMC和MOBMC)/THF和进一步与Lewis 酸AlCl₃反应制得的(RSMgCl)_n-AlCl₃/THF(n=1,1.5,2)苯硫酚盐基溶液用作可充镁电池电解液,采用循环伏安和恒电流充放电测试研究了电解液的镁沉积-溶出性能和氧化分解电位. 结果表明,苯硫酚上的基团种类和RSMgCl与AlCl₃的比例对其电化学性能有影响. 其中,0.5 mol·L^-1(IPBMC)_1.5-AlCl₃/THF 溶液具有最佳的电化学性能,其氧化分解电位适宜(2.4 V(vs Mg/Mg²⁺)),镁沉积-溶出循环效率稳定,过电位低,电导率较高(2.48 mS·cm^-1),与正极材料Mo₆S₈兼容性良好,且具有一定的空气稳定性,配制方便,有希望应用于实际的可充镁电池体系中.     

二(β-二酮)氧钒(Ⅳ)与含氮碱加合物的合成和表征

合成了一系列VO(β-dik)_2L类型加合物,其中β-dik分别为苯甲酰丙酮,2-噻吩甲酰三氟丙酮,L3-甲基吡啶、4-甲基吡啶、吗啉、异喹啉,VO(bza)_2Mor、VO(tta)_2Mor、VO(tta)_2iso-q为首次合成,并通过元素分析、摩尔电导、红外光谱、电子光谱、顺磁共振波谱等对加合物进行了较系统的表征工作。     

全钒氧化还原液流电池电解液

近年来,全钒氧化还原液流电池(VRFB)作为一种新型的储能电池备受关注。作为VRFB的核心材料,电解液的制备及优化一直都是研究的热点。高浓度和高稳定性电解液的制备是钒电池的关键技术之一。电解液性能的提高有助于加速VRFB的商业化进程。本文综述了VRFB电解液的研究进展,重点介绍了电解液的制备方法和影响电解液稳定性的因素,简述了电解液中钒离子浓度的分析方法和钒离子的存在形式,最后对电解液的进一步研究和应用前景进行了展望。