文 献 综 述

1 引言

在电子产品更新换代迅速的当下，提高电池的存储能力和改善电池其他性能使得其可以循环稳定使用，这些方面已经逐渐成为电子产品市场竞争的有利条件。在不可再生能源石油、煤和天然气等逐年减少和可再生能源受于诸多自然条件的限制难以稳定长久的获取保存的两难现状下，电能的存储变得尤为重要。因此，新型的绿色二次电池即全钒氧化还原液流电池逐渐进入学者们的视野。它的优点不仅仅包括了大容量、可调功率、转换能量效率高、环境友好、方便操作和长久的维护，更为可贵的是相比于传统的铅蓄电池和铁铬电池电解液的，它作为单一金属离子的大型储能系统避免了传统的交叉污染，而且可以固定装置方面收集可再生类的清洁能源。在电力循环方面，它不仅可以交换电解液的方式充电也可以电力充电，而且在我国的电网中获得削峰填谷的有点，缓解供电紧张的问题。

2 钒电池

2.1钒电池的定义及制作

全钒氧化液流电池又称为钒电池缩写为VRB，它是一种以单一的钒离子在电解液中作为阴阳离子的循环流动的液态电池。以前的钒电池制备是M Skyllas‐Kazacos[1]课题小组通过在硫酸中加入VOSO4来配置全钒液流电池的电解液。由于成本太高，所以该方法并没有进行推广，到了现在我们常用的为化学法和电解法。

化学法是在一定浓度的硫酸中加入钒盐和还原剂S、SO2等，使其在溶液中形成钒化合物然后制成合适浓度的钒电解液，当然其中钒化合物具有易溶的特点。化学方法制作成本不高，但是由于使用固溶的方法，所以形成比较缓慢而且还会有还原剂的残留，在一定程度上影响了电池中电解液的纯度和性能。

另一种是电解法，它是以V2O5或偏钒酸盐为原料并采用隔膜的电解池装置，负极为V2O5或者偏钒酸盐的硫酸溶液，正极为同浓度的硫酸溶液。最后在电极两边加上适当的直流电，钒化合物在负极的表面被还原从而制得全钒液流电池。电解法的优点在于可以大批量持续性的制备高浓度的钒电解液，由于其操作简便的特点使得其可以应用于工业生产，但它生产成本高，特别是能耗高，对设备要求高以及反应速率慢缺点也非常明显。

基于多方面的原因，一般我们在实验室制作采用化学法，在工业上的大批量生产采用电解法制备全钒液流电池。

2.2钒电池的反应原理