釩流電池負極電解液改性研究

李彥龍，王 為

（天津大學化工學院，天津 300072）

隨著社會的進步和能源技術的發展，太陽能、風能利用領域的擴大，對能量的存儲問題也提出了更大的挑戰。目前，常用的儲能電池是鉛酸電池，但鉛酸電池的能量密度低、壽命短、成本高、占地寬、充放電效率低等問題限制了其在儲能方面的應用［1-2］。釩電池，又稱全釩離子氧化還原液流電池（All Vanadium Redox Flow Battery，簡稱 VRB） 具有循環壽命長、容量大、自放電小、污染小以及結構簡單等優點［3-5］，被認為是最有可能取代鉛酸電池的理想儲能電源。

VRB具有很廣泛的應用前景，但目前它的發展仍受到一些因素的制約，主要包括：電極材料、電解液性能、隔膜等［6］。VRB電解液主要存在以下問題：1）濃度不能無限提高，當釩離子濃度高于3 mol/L時容易沉積；2）使用溫度過窄，只有在10～40℃時才能保證各種釩離子的穩定性；3）充電程度越深，V（V）越容易析出紅色多釩酸鹽沉淀。目前，解決這些問題主要從電解液制備方法以及在電解液中加入添加劑等方面入手［7-8］。

當前對VRB電解液的研究主要集中于選擇合適的正極液添加劑，而對負極液的研究卻鮮見于報道。本研究通過向負極液加入合適的添加劑，提高了負極液的電化學反應速率及其穩定性。

1 實驗

1.1 負極電解液的制備

將適量高純V2O5粉末加入到4 mol/L H2SO4溶液中，形成懸濁液。將上述懸濁液放入帶隔膜電解槽的陰極室，陽極室放入相同濃度的H2SO4溶液，電解處理后陰極室得到綠色的 V（Ⅲ）溶液［9］。電解處理過程中陰極采用石墨板，陽極采用 Pt網。

本實驗選取了尿素、草酸和酒石酸3種添加劑，分別加入稀釋后的V（Ⅲ）電解液中。……