發(fā)布時間：2020-11-13 23:52

　　 近年來,光伏發(fā)電在建筑節(jié)能中的應用越來越廣泛,但光伏發(fā)電的輸出功率隨氣象條件變化而變化,且為間歇性,為保證對負荷的連續(xù)供電,必須安裝儲能系統(tǒng)。儲能技術保證電力系統(tǒng)能夠為人們提供持續(xù)的、穩(wěn)定的電力支持。液流電池作為建筑中的儲能裝置其廉價可靠、儲能量大、循環(huán)次數(shù)多、壽命長,可以高效的進行能量轉化和儲存,同時還可以作為電網(wǎng)調峰儲能裝置。但液流電池在循環(huán)過程中常常伴隨著鋅枝晶、鋅鈍化、腐蝕和鋅變形等問題,從而造成了電池容量損失,電池性能衰減。到目前為止,為了提高鋅負極的性能已經(jīng)進行了很多嘗試,包括在電極或電解質中使用添加劑。雖然鋅電極的循環(huán)壽命和性能得到了一定的改善,但問題仍然難以解決。本課題以鋅鎳單液流電池作為研究對象,圍繞提升鋅鎳單液流電池負極性能(負極性能具體表現(xiàn)在沉積形貌、庫倫效率、自腐蝕、析氫等方面)作為研究目標,采用SEM和EDS技術對材料進行物相分析,循環(huán)伏安(CV)和恒流充放電測試分析電池的電化學性能。實驗研究了基礎溶液中不同負極基材對鋅負極沉積/溶解行為的影響,并在確定負極基材的前提下,通過優(yōu)化的電解液,來進一步抑制負極鋅在沉積及溶解過程中的自腐蝕,提高電池整體荷電保持能力。本文具體研究內容及發(fā)現(xiàn)如下:1.通過在基礎溶液中對比不同負極基材對鋅負極沉積/溶解行為的影響,研究發(fā)現(xiàn)鍍鎳鋼帶較其他基材(銅帶、不銹鋼帶、錳白銅帶)更適合作為鋅鎳單液流電池中的負極集流體;2.確定以鍍鎳鋼帶作為負極基材,對比向電解液中添加不同濃度的氫氧化鎵對鋅負極沉積/溶解行為的影響。研究發(fā)現(xiàn)基礎溶液中鋅的沉積的顆粒的尺寸比較大,電解液中加入氫氧化鎵后,鋅沉積顆粒的尺寸一定程度上得到細化,且隨著氫氧化鎵添加量的增加,表面鍍層中的鋅沉積顆粒不斷細化。當添加氫氧化鎵濃度為0.1 mol/L時,此時鋅沉積顆粒尺寸相對于基礎溶液相距很大,這與電解液中添加氫氧化鎵后,電沉積過程中鋅和鎵生成了鋅鎵合金有關。同時加入氫氧化鎵后一定程度上改善鋅負極的自放電現(xiàn)象,當電解液中氫氧化鎵添加量為0.1 mol/L時,電池充滿后電靜置12 h后,電池放電庫倫效率從基礎溶液的59.9%提高到69.1%;3.通過向電解液中添加不同濃度的錫酸鉀與基礎溶液基礎溶液對比,研究發(fā)現(xiàn)當掃描速度為1 mV/s時,循環(huán)伏安曲線的溶解峰隨著添加錫酸鉀濃度的增加峰值逐漸減小且溶解峰的寬度逐漸變窄,這與集流體表面鋅和錫共沉積有關,隨著掃描速度的增加,這種規(guī)律變得不明顯,最終各條曲線趨于重合;采用三電極恒流充放電時,基礎溶液中加入錫酸鉀后能夠穩(wěn)定充電過程中的電壓,庫倫效率也較基礎溶液中高;加入錫酸鉀后一定程度上改善鋅負極的自放電現(xiàn)象,相比于基礎溶液,加入0.1 mol/L錫酸鉀后,抑制自放電效果明顯,因此本文提供了一種簡單的抑制鋅鎳單液流電池自放電的方法。
【學位單位】：江蘇科技大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：TU18
【部分圖文】：

（WE：工作電極；RE：參比電解；CE：對電極）圖 2.1 實驗裝置示意圖Fig.2.1 Schematic diagram置示意圖，WE 代表工作電極、RE 代表參比在室溫及攪拌的情況下進行。選用 1×1cm2基材對電池性能影響時，負極選用不同材質加劑時，工作電極均為鍍鎳鋼帶），選用 2且采用雙側布置，目的是為了讓工作電極兩極。二電極體系同樣采用正極雙側布置，負化學性能測試試（CV 測試）術是對電池的電化學性能測試中最常用、最
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本文編號：2882805