基础金属	铜电解铜铜精矿铜管铜棒废铜铜排铜合金精铜杆再生铜杆铜板带铝铝土矿氧化铝电解铝铝辅料铝棒铝合金锭废铝铝杆铝型材铝板卷铅铅精矿铅锭铅蓄电池再生精铅还原铅废铅蓄电池铅合金锌锌精矿电解锌锌合金氧化锌锌粉锡锡精矿锡锭锡材镁兰炭硅铁镁锭
稀有金属	稀土稀土矿稀土氧化物稀土金属钕铁硼稀散金属锑铋铟锗镓硒钽铌贵金属白银钨钨精矿 APT(仲钨酸铵)钨粉碳化钨钨酸钠钨条钨铁钨材钼钼精矿工业氧化钼钼铁钼化工高纯三氧化钼钼金属钛钛精矿钛渣四氯化钛海绵钛钛金属钛白粉
新能源	锂锂矿锂化合物金属锂镍镍矿镍铁精炼镍镍盐高冰镍 MHP 钴电解钴钴粉氯化钴四氧化三钴硫酸钴钴中间品氧化钴碳酸钴钴酸锂锰锰矿电解锰电池级硫酸锰锂电池三元前驱体隔膜磷酸铁电解液正极材料电芯石油焦针状焦包覆沥青人造石墨硅碳负极硅氧负极硅硅石有机硅硅粉三氯氢硅工业硅再生硅光伏多晶硅硅片电池片组件组件成本指数海外组件废旧组件

基础金属

铜电解铜铜精矿铜管铜棒废铜铜排铜合金精铜杆再生铜杆铜板带铝铝土矿氧化铝电解铝铝辅料铝棒铝合金锭废铝铝杆铝型材铝板卷铅铅精矿铅锭铅蓄电池再生精铅还原铅废铅蓄电池铅合金锌锌精矿电解锌锌合金氧化锌锌粉锡锡精矿锡锭锡材镁兰炭硅铁镁锭

稀有金属

稀土稀土矿稀土氧化物稀土金属钕铁硼 稀散金属锑铋铟锗镓硒钽铌 贵金属白银钨钨精矿 APT(仲钨酸铵)钨粉碳化钨钨酸钠钨条钨铁钨材钼钼精矿工业氧化钼钼铁钼化工高纯三氧化钼钼金属钛钛精矿钛渣四氯化钛海绵钛钛金属钛白粉

新能源

锂锂矿锂化合物金属锂镍镍矿镍铁精炼镍镍盐高冰镍 MHP 钴电解钴钴粉氯化钴四氧化三钴硫酸钴钴中间品氧化钴碳酸钴钴酸锂锰锰矿电解锰电池级硫酸锰 锂电池三元前驱体隔膜磷酸铁电解液正极材料电芯石油焦针状焦包覆沥青人造石墨硅碳负极硅氧负极硅硅石有机硅硅粉三氯氢硅工业硅再生硅光伏多晶硅硅片电池片组件组件成本指数海外组件废旧组件

大连化物所揭示全钒液流电池正极电解液稳定化机理

2025-05-26 11:06:34 来源：中国科学院大连化物所

289

简介：近日，大连化物所储能技术研究部李先锋研究员团队与中国科学院化学研究所张燕燕副研究员合作，在全钒液流电池（VFBs）正极电解液稳定性研究方面取得新进展。研究团队通过系统研究VFB正极电解液中五价钒离子的溶剂化结构随温度的转化过程，阐明了正极电解液沉淀析出机理，并据此提出了高稳定性钒电解液设计策略。这一成果为提高电解液的稳定性以及进一步提升VFB系统的可靠性和能量密度提供了重要指导。

全钒液流电池（VFBs）因其安全性高、效率高、寿命长等优势，在大规模电力系统储能领域具有广阔的应用前景。电解质溶液作为储能介质，其浓度和稳定性决定了电池系统的稳定性和能量密度。然而，正极电解液中五价钒 [V(V)] 在高温（> 45 °C）环境下易转化为五氧化二钒（V2O5）沉淀，影响了系统的可靠性，并对电池的热管理提出了很高的要求。

针对这一关键科学问题，研究团队结合从头算分子动力学（AIMD）模拟与原位液体飞行时间二次离子质谱（in situ liquid ToF-SIMS）表征技术，系统解析了V(V) 溶剂化结构从[VO2(H2O)3]+到 VO(OH)3的完整转化过程。研究发现，水合V(V)离子（[VO2(H2O)3]+）在高温和高浓度下会经脱水、去质子和质子转移过程，最终形成沉淀前驱体的偏钒酸（VO(OH)3）。第二次脱质子反应能垒最高，是反应的速率决定步骤。相比之下，硫酸根配位的V(V) 离子可有效抑制水分子的极化及后续去质子化过程，从而在高温环境下表现出优异的稳定性。

基于上述机理，团队开发出混合酸钒电解液（2 MV），在50°C条件下实现单电池稳定运行3,000次以上。这一成果不仅揭示了V(V) 溶剂化结构的转化机理，同时为提高电解液的稳定性，以及进一步提升VFB系统的可靠性和能量密度提供了重要的指导意义。

大连化物所储能技术研究部李先锋研究员团队与中国科学院化学研究所张燕燕副研究员合作，在全钒液流电池正极电解液稳定性研究方面取得新进展。通过系统研究VFB正极电解液中五价钒离子的溶剂化结构随温度的转化过程，研究团队阐明了正极电解液沉淀析出机理，并据此提出了高稳定性钒电解液设计策略。这一成果为提高电解液的稳定性以及进一步提升VFB系统的可靠性和能量密度提供了重要的指导。