（应用化学专业论文）改性阳离子交换膜在全钒液流储能系统中的应用基础研究.pdf

博士学位论文摘要 摘要 随着化石能源的不断枯竭，人们对风能、水能、太阳能等可再生能源的开发 和利用越来越广泛。全钒液流电池作为一种优秀的储能系统，可广泛用于调峰储 能、通讯和电动汽车等领域，具有良好的应用前景。离子隔膜是全钒液流电池的 关键材料，其性能对电池库仑效率、能量效率等电池综合性能有非常重要的影响。 通过离子交换一浸渍沉淀法，采用磷酸锆改性n a f i o n l l 3 5 和p e 0 1 两种阳离 子交换膜，制备了n a f i o n l l 3 5 z r p 和p e 0 1 z r p 复合膜并进行了表征。 研究发现，复合膜表面形貌与膜制备工艺条件有关。锆盐离子浓度和浸渍次 数对复合膜表面磷酸锆沉积层形貌和厚度有明显影响。x 衍射( ) ( 】m ) 、扫描电 镜一电子能谱( s e m e d x ) 和元素探针分析( e p m a ) 的分析结果表明，膜微 结构内均匀地嵌入了类口一z r p 结构的磷酸锆微粒。离子交换膜的抗氧化性的研 究结果显示，n a t i o n 膜及其复合膜在v 0 2 + 离子溶液中具有很好的化学稳定性能， 而p e 0 1 离子交换膜由于其苯乙烯和二乙烯苯交联结构容易被v 0 2 + 氧化，因此 稳定性较差。但p e 0 1 z r p 复合膜则表现出了较好的稳定性。 研究了两电极交流阻抗技术测定离子交换膜溶液界面离子迁移电阻的理论 模型及方法。在此基础上，系统地考察了p e 0 1 、n a f i o n l l 3 5 及其复合膜的离子 迁移电阻和膜界面离子迁移电阻，探讨了影响膜及其界面离子迁移电阻的主要因 素。 通过测定p e 0 1 和n a f i o n l l 3 5 两种阳离子交换膜在不同浓度的h 2 s 0 4 ，k c l ， b a c h 和a 1 c 1 3 等溶液中的界面电阻，发现离子在膜溶液界面迁移电阻主要与膜 表面固定离子交换基团和反离子之间的静电作用有关，因此受到离子交换膜表面 电荷密度、电解液浓度和离子电荷数等的影响。复合膜及其界面质子迁移电阻的 测定结果表明，相对于p e 0 1 和n a f i o n l1 3 5 膜，复合膜电解质溶液界面质子迁 移电阻显著减小，而膜电阻只是略有增加。通过对测试体系的交流阻抗谱的系统 研究，进一步证实复合膜溶液界面电阻的显著降低与膜表面的电荷密度有关， 给出了相应的等效电路模型。另外，电极溶液界面离子迁移电阻非常显著，通 常情况下不能被忽略。 根据g o u y c h a p m a n - s t e m - g r a h a m e ( g c s g ) 模型，建立了离子交换膜溶液界 面双电层扩散层平均电导率k 与s t e m 层表面电势妒。、双电层d e b y e 长度k 、 双电层厚度万、电解液正负离子迁移数f + 和f 一及电解液浓度c o 和摩尔电导率a ， 等的数学关系表达式： k = 叭t 吾i 鲁一1 - 7 。e - 晒 + 等l 等一帝1 + g o e - a i 邶 博士学位论文摘要 式中= 菩笺寻，r o = 詈，e = 1 6 0 2 1 0 - 1 9 库仑； k 波耳兹曼常数， 1 3 8 0 7 x 1 0 琊j k 1 ；t 为绝对温度，通常取2 9 8 1 2 k 。 采用k c l 和h 2 s 0 4 稀溶液为研究体系，研究了扩散层电导率k 与电解质主 体浓度c o 、离子交换膜表面s t e m 电势妒。等参数之间的关系。结果显示，扩散层 电导率k 总是大于主体溶液的电导率，并随着s t e m 层表面电位缈，的增加，即离 子膜表面电荷密度的增加而增加，因而离子膜界面离子迁移电阻主要是在离子通 过双电层紧密层时产生的，其主要影响因素是迁移离子与膜表面固定离子交换基 团之间的静电作用。 以n a f i o n l l 3 5 z r p 5 和p e 0 1 z r p 2 4 复合膜为研究对象，组装了离子扩散电池， 考察了几种钒离子在膜内的迁移特性。发现复合膜对钒离子都具有更好的阻隔作 用；通过扩散实验得到的拟合方程能够很好符合基于f i c k 扩散定律的理论扩散 方程： c r 0 5 c l o o c t = 等c o f 式中d i 为f 离子在膜中的扩散系数，c m 2 s 一；d 为膜厚度，c m ；c 。为扩散 池右侧f 扩散离子的浓度，c ，。为扩散池左侧f 扩散离子的初始浓度，矿为两侧扩 散池的体积，e m 3 ；s 为扩散池的有效膜面积，c m 2 ；t 为扩散时间，s 。 采用n a f i o n l l 3 5 z r p 5 和p e 0 1 z r p 2 4 复合膜组装了小型液流电池，研究了不 同电流密度条件下电池的电流效率、电压效率、能量效率、电池循环性能等电化 学性能，以及正负两半电池电解液的定向迁移行为。结果显示复合膜组装的电池 具有较好的综合性能。在相同电流密度条件下，复合膜组装的电池的库仑效率、 电压效率及能量效率要高于相应的n a f i o n l l 3 5 膜和p e 0 1 膜所组装的电池的库仑 效率、电压效率及能量效率。在低电流密度条件下，二者的差别更明显。复合膜 能够更好地阻止正负两半电池中水分的定向迁移，有利于保持正负两半电池电解 液浓度的稳定。 对于n a f i o n l l 3 5 、p e 0 1 膜及其复合膜n a f i o n l l 3 5 z r p 5 和p e 0 1 z r p 2 4 组装的 电池而言，后者的库仑效率高于相应的n a t i o n l l 3 5 膜和p e 0 1 膜所组装的电池的库 仑效率。随着电流密度从1 0r n e m 2 增力n n 5 0m a c m 2 ，n a f i o n l l 3 5 及其复合膜 n a f i o n l1 3 5 z r p 5 组装的电池库仑效率r ，分别从7 3 1 2 和8 2 4 6 增j j i 至u 9 2 4 4 和 9 3 8 3 。p e 0 1 及其复合膜p e 0 1 z r p 2 4 组装的电池的库仑效率从7 7 4 4 2 和 81 9 5 增力n n 9 4 o 和9 5 2 。 n a f i o n l l 3 5 z r p 5 复合膜组装的电池的最高能量效率达到了7 0 9 2 ， = l n a f i o n i i 博士学位论文摘要 膜组装的电池的最高能量效率高2 5 7 个百分点。p e 0 1 z r p 2 4 复合膜组装的电池能 量效率最高达到6 8 6 1 ，比p e 0 1 膜组装的电池最高能量效率高约2 个百分点。 n a f i o n l13 5 及n a f i o n l13 5 z r p 5 复合膜组装的电池在5 0m a c m 电流密度下 放电容量达到了理论容量的9 2 9 3 ，经过1 0 0 次循环后观察不到容量的衰减。 p e 0 1 及其复合膜p e 0 1 z r p 2 4 组装的电池虽然初始容量达到了理论容量的9 4 1 和9 5 5 ，但经过1 0 0 次循环后，分别衰减了1 9 和0 5 。这是由于p e 0 1 膜 被高价钒离子v 0 2 + 氧化降解而导致膜的性能降低造成的，而p e 0 1 z r p 2 4 复合 膜具有更好的抗氧化作用。 电池正负半电池电解液水迁移性能研究结果显示：电池在充放电循环过程中 正半电池电解液体积是减少的，而负半电池电解液体积是增加的。结合在不同 s o c 下正负两半电池电解液水分迁移的研究结果，认为电池在充放电过程，正 负半电池电解液体积变化主要是由于载流氢离子携带的水合水的定向迁移，其次 是电解液之间不同价态的钒离子相互扩散及膜的渗透压不同。所研究的几种膜的 实验结果表明，n a f i o n l l 3 5 及p e 0 1 的复合膜n a f i o n l l 3 5 z r p 5 及p e 0 1 z r p 2 4 具 有比它们本身更好的阻止半电池电解液水分迁移的性能。 关键词阳离子交换膜，改性，全钒液流电池，应用研究 i i i 博士学位论文a b s t r a c t a b s t r a c t 1 1 1 er e p r o d u c i b l ee n e r g ys o u r c e ss u c ha sw i n de n e r g y ，w a t e re n e r g ya n ds o l a r e n e r g yw i l lb em o r ew e l c o m ea n dw i d e l yu s e di nf u t u r es i n c et h es h o a a g eo ff o s s i l r e s o u r c e s a sa ne x c e l l e n te n e r g ys t o r a g es y s t e mw i t hp r o m i s i n gf u t u r ei na p p l i c a t i o n ， a l lv a n a d i u mf l o wb a t t e r y i m ) w i l lb ew i d e l yu s e di nm a n ya s p e c t ss u c ha s e n e r g y p e a kc u t o f f , c o m m u n i c a t i o na n de l e c t r i cv e h i c l e t h ei o ns e p a r a t o ro fv r bi s o n eo ft h ek e ym a t e r i a l s ，a n dh a sg r e a ti n f l u e n c e so nv r be l e c t r o c h e m i c a lp r o p e r t i e s s u c ha sc o u l o m b i ee f f i c i e n c y ，e n e r g ye f f i c i e n c ye t c z i r c o n i u m p h o s p h a t ew a ss e l e c t e da st h em o d i f i e rt op r e p a r et h en a f i o n l13 5 z r p a n dp e o1 z r pc o m p o s i t em e m b r a n eb yi o ne x c h a g e i m p r e g n a t i n gm e t h o d a n dt h e p r e p a r e dc o m p o s i t em e m b r a n e sw e r ec h a r a c t e r i z e d t h em o r p h o l o g i e so ft h ec o m p o s i t em e m b r a n e sw e r er e l a t e dw i lm e m b r a n e p r e p a r a t i o nc o n d i t i o n s t h ez i r c o n i u mi o nc o n c e n t r a t i o na n di m m e r s i o nt i m e sh a v e r e m a r k a b l ei n f l u e n c e so nt h em o r p h o l o g yo fc o m p o s i t em e m b r a n ea n di t st h i c k n e s s x r a yd i f f r a c t o m e t e r ( x r d ) ，s c a n n i n ge l e c t r o nm i c r o s c o p e - e n e r g yd i s p e r s i v ex - r a y d e t e c t o r ( s e m - e d x ) a n de l e m e n tp r o b em i c r o a n a l y z e r ( e p m a ) a n a l y s e ss h o wt h a t 口一z r pp a r t i c l e sw e r eu n i f o r m l yd i s t r i b u t e di n t ot h em e m b r a n em i c r o - s t r u c t u r e t h e c h e m i c a ls t a b i l i t ye x a m i n a t i o n ss h o wt h a tn a f i o n l13 5m e m b r a n ea n di t sc o m p o s i t e m e m b r a n ea r es t a b l ei nq u i n q u e v a l e n tv a n a d i u mi o n ( v 0 2 + ) s o l u t i o n ，w h i l ep e 01a n d i t sc o m p o s i t em e m b r a n ep e 01 z r pa r ed e g r a d a b l e t h ed e g r a d a t i o ni sa t t r i b u t e dt ot h e i n s t a b i l t yo ft h ec r o s s - l i n k e ds t r u c t u r eo fs t y r e n e ( s da n dd i v i n y l b e n z e n e ( d v b ) i n v 0 2 + s o l u t i o n h o w e v e r , t h ep e 0 1 z r pc o m p o s i t em e m b r a n es h o w sb e t t e rs t a b i l i t yi n v o ；s o l u t i o nc o m p a r e dw i mt h a to fp e 0 1m e m b r a n e t h ei o nt r a n s f e rr e s i s t a n c et h e o r ym o d e lo fi o ne x c h a n g em e m b r a n e s o l u t i o n i n t e r f a c ea n di t sm e a s u r e m e n tb yt w oe l e c t r o d e sa c i m p e d a n c et e c h n i q u ef i r es t u d i e d b a s e do nt h i s s t u d y ，t h ei o nt r a n s f e rr e s i s t a n c e so ft h em e m b r a n e sa n dt h e i r m e m b r a n e s o l u t i o ni n t e r f a c ea r ei n v e s t i g a t e ds y s t e m a t i c l y ，a n dt h em a i nf a c t o r sw h i c h g r e a t l yi n f l u e n c et h e i rv a l u ea r ed i s c u s s e d b yt h ed e t e r m i n a t i o no ft h ei o nt r a n s f e rr e s i s t a n c e so fp e 0 1a n dn a f i o n l1 3 5 m e m b r a n e s o l u t i o ni n t e r f a c ei nh 2 8 0 4 ，k c l ，b a c l 2a n da 1 c 1 3e l e c t r o l y t es y s t e m sa t v a r i a b l ec o n c e n t r a t i o n ，i tw a sf o u n dt h a ti o nt r a n s f e rr e s i s t a n c eo fm e m b r a n e s o l u t i o n i n t e r f a c ei sm a i n l yr e l a t e dw i t ht h es t a t i ci n t e r a c t i o nb e t w e e nt h ef i x e di o ng r o u p sa n d c o u n t e r i o n s ，t h e r e f o r ei ti ss u b j e c t e dt ot h ec h a r g ed e n s i t yo fi o ne x c h a n g em e m b r a n e i v 博士学位论文a b s t r a c t s u r f a c e ，e l e c t r o l y t ec o n c e n t r a t i o na n di o nc h a r g es i z e t h em e 踟e m e n tr e s u l t so ft h ec o m p o s i t em e m b r a n er e s i s t a n c ea n di t si o n t r a n s f e rr e s i s t a n c eo fm e m b r a n e s o l u t i o ni n t e r f a c es h o wt h a tt h ei o nt r a n s f e r r e s i s t a n c eo fm e m b r a n e s o l u t i o ni n t e r f a c ep r o n o u n c e d l yd e c r e a s e sc o m p a r e dw i t ht h a t o fp e 0 1 a n dn a f i o n l13 5 w h i l et h em e m b r a n er e s i s t a n c ei n c r e a s e ss l i g h t l y t h e s y s t e m a t i ci n v e s t i g a t i o nr e s u l t so ft h ea ci m p e d a n c es p e c t r u mf o r t h es t u d i e ds y s t e m v e r i f yt h a tt h ed e c r e a s eo fi o nt r a n s f e rr e s i s t a n c eo fc o m p o s i t em e m b r a n e s o l u t i o n i n t e r f a c ei sr e l a t e d 、i t ht h em e m b r a n es u r f a c ec h a r g ed e n s i t y t h ee q u i v a l e n tc i r c u i t m o d e l sa r ep r e s e n t e df o rt h es t u d i e ds y s t e m s f o ra d d i t i o n t h ei o nt r a n s f e rr e s i s t a n c e o fe l e c t r o d e s o l u t i o ni n t e r f a c ei ss i g n i f i c a n ta n dc a nb en o ti g n o r e d b yg o u y c h a p m a n s t e m g r a h a m e ( g c s g ) t h e o r ym o d e l ，t h er e l a t i o no fe d l d i f f u s i o nl a y e rm e a nc o n d u c t i v i t yk 谢t hs t e ml a y e rp o t e n t i a l ，纯，e d ld e b y e l e n 舀h ，k ，e d lt h i c k n e s s ，艿，i o n st r a n s f e rn u m b e r s ，+ a n df 一，e l e c t r o l y t e c o n c e n t r a t i o n ，c 0 ，a 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r m i n e db yt h es t a t i ci n t e r a c t i o n sb e t w e e nt h e f i x e di o ne x c h a n g e 粤o u p sa n dt h et r a n s f e ri o n s t h et h e o r e t i c a l a n a l y s i s c a l l r e a s o n a b l ye x p l a i nt h ee x p e r i m e n t a lr e s u l t s t h ei o nd i f f u s i o nc e l lw a ss e tu pw i t hn a t i o n1135 z r p 5 和p e 01 z r p 2 4 c o m p o s i t em e m b r a n ea ss e p a r a t o rr e s p e c t i v e l y , t h ev a n a d i u mi o n sd i f f u s i o np r o p e r t y a r ei n v e s t i g a t e d i tf o u n dt h a tt h ec o m p o s i t em e m b r a n e sh a v eb e t t e re f f e c to n r e t a r d i n gt h ev a n a d i u mi o n sd i f f u s i o na c r o s st h em e m b r a n e t h ef i t t i n ge q u a t i o nb y e x p e r i m e n t a lr e s u l t sf o rv a n a d i u mi o n sd i f f u s i o ni nm e m b r a i l ef i tw e l l 嘶mt h et h e o r y d i f f u s i o nm o d e lb yf i c k1 a w ： v 博士学位论文 a b s t r a c t c r 0 5 q 。a t = 等c w h e r ed fi st h ed i f f u s i o nc o e f f i c i e n to fi o nf ，m 2 s l ；di st h et h i c k n e s so f m e m b r a n e ，m ；c 忍i st h ec o n c e n t r a t i o no fi o nii nr i g h th a l f c e l lo fad i f f u s i o nc e l la t t i m eec l oi st h ei n i t i a lc o n c e n t r a t i o no fi o nfi nt h el e f th a l fc e l l ，m o l m 3 ；vi st h e v o l u m eo ft h ed i f f u s i o nc e l l ，m 3 ；si st h ee f f e c t i v em e m b r a n ea r e a , m 2 ；fi st h e d i f f u s i o nt i m e ，s as m a l lv a n a d i u mr e d o xf l o wb a t t e r yw i t hn 撕o n l l3 5 z r p 5 和p e 0 1 z r p 2 4a st h e s e p a r a t o rr e s p e c t i v e l yw a ss e tu p t h ee l e c t r o c h e m i c a lp r o p e r t i e ss u c ha sc o u l o m b i c e f f i c i e n c y , v o l t a g ee f f i c i e n c y , e n e r g ye f f i c i e n c y , a n dc y c l i n gp r o p e r t ya td i f f e r e n t c h a r g ea n dd i s c h a r g ed e n s i t y , a n dt h ew a t e rt r a n s f e rp r o p e r t yb e w e e nt w oh a l fc e l l a r ei n v e s 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仉o ft h ec e l l 诵mn a f i o n l 13 5a n dn 撕o n l l3 5 z r p 5a s s e p a r a t o ri n c r e a s e sf r o m7 3 1 2 a n d8 2 4 6 a tc u r r e n td e n s i t yo f1 0n 献n 1 2t o 9 2 4 4 a n d9 3 8 3 a t5 0m a f c m 2r e s p e c t i v e l y t h e r 。o fp e 0 1a n di t sc o m p o s i t e m e m b r a n ep e 0 1 z r p 2 4a s s e m b l e dc e l l si n c r e a s e sf r o m7 7 4 4 2 a n d8 1 9 5 a t c u r r e n td e n s i t yo f10m a c m 2t o9 4 o a n d9 5 2 a t5 0m a c m 2r e s p e c t i v e l y t h eh i g h e s te n e r g ye f f i c i e n c i e s r e o fn a t i o n l13 5 z r p 5c o m p o s i t em e m b r a n e a s s e m b l e dc e l lr e a c h e s7 0 9 2 ，i n c r e a s i n ga b o u t2 5 7 t h a nt h a to fn a t i o n l13 5 m e m b r a n ea s s e m b l e dc e l l ，6 8 35 t h e h i g h e s tr 。o f p e 01 z r p 2 4 c o m p o s i t e m e m b r a n ea s s e m b l e dc e l lr e a c h e s6 8 6 ，a b o u t2 h i g h e rt h a nt h a to fp e 01 m e m b r a n ea s s e m b l e dc e l l ，6 6 6 8 n a f i o n 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om a d et h a t p e 0 1 z r p 2 4c o m p o s i t em e m b r a n eh a sb e t t e ra n t i - o x i d a t i v ea b i l i t y t h ew a t e rp r e f e ：r e n t i a lt r a n s f e rs t u d yo ft h e s ec e l l ss h o w st h a tt h ev o l u m eo f p o s i t i v eh a l fc e l ld e c r e a s e sa n di n c r e a s e si nt h eo p p o s i t eh a l fc e l ld u r i n gc h a r g ea n d d i s c h a r g ec i r c l e w a t e rp r e f e r e n t i a l t r a n s f e ri n v e s t i g a t i o nu n d e rd i f f e r e n ts o c i n d i c a t e st h a tt h ee l e c t r o l y t ev o l u n a ec h a n g ei nb o t ho fh a l fc e l li sf i r s t l yd u et ow a t e r t r a n s f e rc a r r i e db yp r o t o n - t h ec u r r e n tc a r r i e ri o n ，t h e nd u et od i f f u s i o na c r o s st h e m e m b r a n eo ft h ev a n a d i u mi o nw i t hd i f f e r e n tv a l e n c ea n dt h ed i f f e r e n to s m o s i s p o t e n t i a lo fp o s i t i v e a n dn e g a t i v e e l e c t r o l y t e t h ee x p e r i m e n t a lr e s u l t ss h o wt h a t n a f i o n l l3 5 z r p 5a n dp e 0 1 z r p 2 4c o m p o s i t em e m b r a n eh a v eb e t t e rw a t e r - i n h i b i t i n g a b i l i t yt h a nn a f i o n l13 5a n dp e 01t h e m s e l v e s k e yw o r d sc a t i o ne x c h a n g em e m b r a n e ，m o d i f i c a t i o n ， a l lv a n a d i u mf l o wb a t t e r y ， a p p l i c a t i o nr e s e a r c h v i l 原创性声明 本人声明，所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工 作及取得的研究成果。尽我所知，除了论文中特别加以标注和致谢的 地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包 含为获得中南大学或其他单位的学位或证书而使用过的材料。与我共 同工作的同志对本研究所作的贡献均已在在论文中作了明确的说明。 作者签名： 关于学位论文使用授权说明 本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有 权保留学位论文，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论 文的全部或部分内容，可以采用复印、缩印或其它手段保存学位论文； 学校可根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文。 作者签名：导师签名日期：年月日 博士学位论文第一章文献综述 1 1 前言 第一章文献综述 电能是现代社会人类生活、生产中必不可缺的二次能源。然而，电力和油、 气等燃料能源不同，它的贮存十分困难。电的这种特性使得电力供应系统的建设 与运行必须与用电需求时刻相匹配，而电力的需求是有时间和季节性的。用电高 峰期，电力紧张；而用电低谷时，电力过剩。但发电厂的建设规模必须与高峰用 电相匹配，投资大利用率较低。另一方面，随着化石能源的不断枯竭，人们对风 能、水能、太阳能等可再生能源的开发和利用越来越广泛。为了满足人们生产及 生活的用电需求，减少发电厂的建设规模，减少投资，提高效率，以及保证可再 生能源系统的稳定供电，开发经济可行的储能( 电) 技术，使发电与用电相对独立 极为重要。为解决这种高峰时电力紧张、低谷时电力过剩的状况，世界各国的科 学家正在研究和开发如超导、飞轮等多种贮电技术，以期用最经济的办法在用电 负荷低谷时把电贮存起来供负荷高峰时使用，达到电力负荷的平稳化。人们已经 探索和开发了多种形式的储能方式，主要可分为化学储能、物理储能和超导储 能。化学储能技术主要有铅酸电池、氧化还原液流电池、钠硫电池、超级电容器、 金属空气电池、二次电池( 镍氢电池、锂离子电池) 。物理储能方式主要有抽水 储能、压缩空气储能和飞轮储能。超导储能是把超导材料做成线圈，能量储存在 超导磁铁中，一旦需要，便可以在一个周波内释放出数以兆瓦的电能。 目前在电力储存中真正实施的技术只有抽水蓄能电站和化学蓄电池等。常用 的抽水蓄能电站造价适中，国外已大量应用。我国部分地区也在建设中，但抽水 蓄能电站受站址特殊要求的限制须有合适高度差的上池和下池，不能靠近发电站 或负荷中心，致使增加输电损耗。而传统的化学蓄电池虽不受地理位置的限制， 有利于分散布置，可以接近负荷中心，但能量密度及贮电效率低，不适合大型化， 经济性差，故需开发性能较好的新型储能电池。氧化还原液流电池由于具有独特 的优势在化学储能电池中脱颖而出倍受关注。 所谓液流电池就是电池的正负极活性物质都为液态流体的一种电池，它是一 种优秀的储能系统，具有如下的特点 2 1 ： 额定功率和额定容量是独立的，功率大小取决于电池堆，容量大小取决于电 解液。可通过增加电解液的量或提高电解质的浓度，达到增加电池容量的目的。 充放电期间电池只发生液相反应，不发生普通电池的复杂的固相变化，因而电化 学极化较小。电池的理