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运行参数对全钒液流电池离子跨膜迁移的影响

李明华  王保国  范永生  
【摘要】:全钒液流电池(all-vanadium redox flow battery,VRFB)是特别适用于大规模储能的二次电池,但在实际应用过程中存在着正负极间不同价态的钒离子、硫酸根离子、氢离子和水的迁移现象。这会引起电解液中各种离子摩尔数的变化、电池容量的衰减和正负极间电解液体积差值的变化。因此,运行一段时间就要打开正负极间设置的联通管阀门混合电解液。针对正负极间电解液中各种离子的摩尔数变化情况建立VRFB的动态模型,分析流量、电流和充电状态(state of charge,SOC)范围等运行参数对正极或负极钒离子总摩尔数、硫酸根离子和氢离子总摩尔数变化的影响。如果SOC的运行范围合适,正负极间钒离子总摩尔数差值就会较小。所建模型与仿真结果将为运行过程中VRFB电解液组分的预测和调节提供有效的依据。

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