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scdczq木虫 (正式写手)
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求助！ 钒电池恒流充电电压降低，且循环异常已有1人参与
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初始电解液 正极： 1.5M 四价钒/3M 硫酸 负极：1.5 三价钒/3M 硫酸 。电流密度 30mA/cm2 石墨毡（浓硫酸处理过）反应活性面积9cm2 。膜用的nafion117，之前处理过。按照三明治结构组装成单电池，电解液循环起来后，做测试时出现了以下问题： 1、在做恒流充电时电池电压不升反降，上限是1.65v 下限是 0.8v。 2、在充电后，恒流放电时，放电很快，且正极电解液仍然显黄色没有变为蓝色。 3、试着做了几次充放电循环，充放电曲线与理想的相去甚远，效率都在20%以下。 刚接触液流电池，恳请大家多多指导。  IMG_20180304_142445.jpg@Gamry-电化学 [ Last edited by scdczq on 2018-3-8 at 21:56 ] |
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scdczq: 金币+30, ★★★很有帮助 2018-03-15 08:38:24
scdczq: 金币+30, ★★★很有帮助 2018-03-15 08:38:24
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首先，电池内阻不小，过电位窗口太宽了，这种情况下，能量效率应该不会很高的。 其次，恒流充电电压不升反降，感觉像是电池的充电速度赶不上电池的自放电速度。 再次，放电时候正极依然是黄色没变蓝，很明显是没有放动电。我想问一下，你提到了正极是黄色，那请问负极是什么颜色呢？绿色还是紫色？如果是绿色，那就说明，+2价的紫色钒离子已经被氧化成+3价的绿色钒离子了，所以没法放电是可以理解的，必须是一边紫色+2价一边黄色+5价才能完成放电的。 最后，就是，内阻大，也可能是因为膜的原因啊，Nafion 117是比较厚的膜，为什么不试试50um的Nafion 212呢？薄膜更便宜，而且电阻会更小，虽然阻钒会差一些。。。但是看你目前的情况，连state of art都达不到，所以建议你还是再试试吧。 PS：石墨毡除了酸处理，还有高温处理等其他方式，你也可以都试试 我就能帮你到这了 |
2楼2018-03-15 01:29:26
scdczq
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3楼2018-03-15 08:45:48
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4楼2018-03-15 21:18:51
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scdczq: 金币+20, ★★★很有帮助 2018-03-16 13:26:52
scdczq: 金币+20, ★★★很有帮助 2018-03-16 13:26:52
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这个400个小时，充放电是多少个循环，这样的问题我是不好回答的。 因为这要看你用了多少浓度多少体积的溶液，还要看多少电密是吧，比如我用的是1mol/L 钒溶液，3-4mol/L硫酸，阴阳极各80ml。我的电池内阻没有你这个那么大，所以理论电容量应该是2.1Ah，我在20mA/cm2（0.1A电流，因为我的有效电极面积是5cm2）电密充放电时充电大概1.9Ah(19h)，放电大概1.7Ah（17h），那就是第一轮大概36个小时，假设400个小时如果电容量完全不衰减的话，就是11-12个循环左右，但事实上是衰减得，所以在20个循环左右应该是没问题的。 如果你用的溶液浓度低，体积低，电流密度大，那400个小时上100个循环也是有可能的啊 |
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scdczq5楼2018-03-16 02:12:08
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6楼2018-03-16 13:26:38
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7楼2018-05-10 16:29:37
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