有机添加剂L-赖氨酸和L-丝氨酸及无机添加剂钼酸钠对正极电解液稳定性和电化学性能的影响,并且研究了甲基磺酸与硫酸混合作为负极支持电解质对负极电解液性能的影响。

主要的研究内容如下：

(1)L-赖氨酸和L-丝氨酸作为添加剂添加到全钒氧化还原液流电池的正极电解液中,通过紫外-可见光谱、循环伏安(CV)、交流阻抗(EIS)、运动粘度测试、热稳定实验以及电池充放电测试研究了其对电解液性能的影响。随着L-丝氨酸的加入正极电解液的电化学性能有所提高,而加入L-赖氨酸后,正极电解液的电化学性能稍有降低。这些应该是由于它们的不同结构。赖氨酸中的-NH2基团在电解液中将形成-NH3+,-NH3+不能吸附在石墨电极的表面上而且会与石墨电极表面产生静电排斥力。因此,-NH3+将阻碍添加剂吸附在石墨电极表面。L-丝氨酸中的-OH和-COOH基团吸附在石墨电极表面上,这将增加电极表面上的活性位点。在电解液溶液中V(V)离子表面所带的电荷为负电荷,-NH2基团会减少V(V)离子表面的电荷,而-COOH基团会增大V(V)离子表面的电荷。因此,L-丝氨酸的加入有利于提高V(V)电解液的热稳定性,而L-赖氨酸则会降低V(V)电解液的热稳定性。

(2)采用钼酸钠作为正极电解液的添加剂,结果表明钼酸钠可与V(Ⅳ)离子形成新的化学键,提高了电解液的电化学活性,增加了电解液的运动粘度,改善了V(V)电解液的热稳定性能。钼酸钠的加入,会加速了电池的容量衰减,对电极的反应活性有改善作用。

(3)甲基磺酸和硫酸混酸作为负极电解液混合支持电解质对V(Ⅲ)电解液的电化学性能、稳定性、运动粘度和电池性能的影响。结果表明：加入甲基磺酸作为负极电解液的支持电解质能提高Ⅴ(Ⅱ)/Ⅴ(Ⅲ)电对反应的可逆性,延迟电解液在低温下出现结晶的时间,降低电解液的运动粘度。但对电池性能有不良的影响,降低了电池的库伦效率,加速了负极电解液中的钒离子向正极迁移,加快了电池容量和能量的衰减。