液流電池技術(shù)

第1章能源與儲能1
1.1能源概述1
1.2風(fēng)能、太陽能可再生能源發(fā)電的發(fā)展現(xiàn)狀2
1.2.1光伏電池發(fā)電發(fā)展現(xiàn)狀4
1.2.2風(fēng)能發(fā)電發(fā)展現(xiàn)狀5
1.3可再生能源發(fā)電的作用7
1.4儲能技術(shù)在可再生能源發(fā)電中的作用7
參考文獻9

第2章儲能技術(shù)10
2.1儲能技術(shù)的分類及應(yīng)用領(lǐng)域11
2.2大規(guī)模電池儲能技術(shù)的要求11
2.3抽水儲能技術(shù)12
2.3.1抽水儲能技術(shù)的原理12
2.3.2抽水儲能技術(shù)現(xiàn)狀14
2.3.3抽水儲能技術(shù)發(fā)展趨勢15
2.4壓縮空氣儲能技術(shù)15
2.4.1壓縮空氣儲能技術(shù)的原理15
2.4.2壓縮空氣儲能技術(shù)現(xiàn)狀17
2.4.3壓縮空氣儲能技術(shù)發(fā)展趨勢17
2.5鋰離子電池18
2.5.1鋰離子電池的原理19
2.5.2鋰離子電池技術(shù)現(xiàn)狀20
2.5.3鋰離子電池技術(shù)發(fā)展趨勢22
2.6鈉/硫電池22
2.6.1鈉/硫電池的原理22
2.6.2鈉/硫電池儲能系統(tǒng)24
2.6.3鈉/硫電池技術(shù)現(xiàn)狀25
2.7鈉/鎳電池27
2.7.1鈉/鎳電池的原理27
2.7.2鈉/鎳電池儲能系統(tǒng)29
2.7.3鈉/鎳電池技術(shù)現(xiàn)狀33
2.7.4鈉/鎳電池發(fā)展趨勢34
參考文獻34

第3章液流電池儲能技術(shù)36
3.1液流電池儲能技術(shù)的原理36
3.2液流電池的結(jié)構(gòu)與組成38
3.2.1液流電池單體電池38
3.2.2液流電池電堆38
3.2.3液流電池單元儲能系統(tǒng)模塊39
3.3液流電池特點、分類40
3.3.1液流電池特點40
3.3.2液流電池分類42
3.4全釩液流電池43
3.5鋅/溴液流電池45
3.5.1溴的滲透性抑制技術(shù)研究46
3.5.2枝晶生成抑制技術(shù)研究47
3.5.3電極材料與電池性能研究47
3.5.4鋅/溴液流電池示范應(yīng)用49
3.6多硫化鈉/溴液流電池50
3.7鋅/鎳液流電池52
3.8鐵/鉻液流電池54
3.9釩/多鹵化物液流電池54
3.10鋅/鈰液流電池55
3.11鉛酸單液流電池55
3.12液流儲能電池應(yīng)用56
參考文獻56

第4章液流電池電化學(xué)基礎(chǔ)58
4.1電化學(xué)基本概念58
4.1.1電子導(dǎo)體與離子導(dǎo)體58
4.1.2原電池與電解池59
4.1.3電解質(zhì)及離子水化作用、離子氛60
4.1.4濃度、活度與活度系數(shù)60
4.1.5離子淌度與電導(dǎo)率61
4.1.6電極/溶液界面結(jié)構(gòu)61
4.1.7法拉第定律62
4.2電化學(xué)熱力學(xué)63
4.2.1相間電位和電極電位63
4.2.2絕對電極電位與相對電極電位64
4.2.3液體接界電位66
4.2.4平衡電極電位、電池電動勢與能斯特方程67
4.2.5電池電動勢與溫度、壓力的關(guān)系68
4.3電極過程動力學(xué)68
4.3.1不可逆的電極過程及速率控制步驟68
4.3.2電極電位對電子轉(zhuǎn)移步驟速率的影響69
4.3.3穩(wěn)態(tài)極化時的動力學(xué)公式70
4.3.4多電子轉(zhuǎn)移過程71
4.3.5液相傳質(zhì)的方式及穩(wěn)態(tài)擴散過程72
4.3.6穩(wěn)態(tài)擴散中的濃差極化73
4.3.7電化學(xué)極化和濃差極化共存時的動力學(xué)規(guī)律74
4.3.8液流電池的電壓損失74
4.4電沉積過程75
4.4.1金屬的陰極過程及電沉積75
4.4.2電沉積的可能性和影響因素76
4.4.3金屬離子的電沉積77
4.4.4電結(jié)晶過程77
4.5電化學(xué)研究方法78
4.5.1穩(wěn)態(tài)極化曲線78
4.5.2循環(huán)伏安曲線79
4.5.3電化學(xué)阻抗方法81
4.5.4電位滴定法82
4.5.5電池性能測試83
參考文獻84

第5章液流電池關(guān)鍵材料85
5.1液流電池電極材料85
5.1.1液流電池電極材料分類86
5.1.2鐵/鉻液流電池電極87
5.1.3多硫化鈉/溴液流電池電極87
5.1.4全釩液流電池電極90
5.1.5鋅/鎳液流電池電極91
5.1.6全沉積型鉛酸液流電池電極91
5.2液流電池電極特性及評價方法92
5.2.1電極反應(yīng)影響因素93
5.2.2全釩液流電池電極材料93
5.2.3電極材料的表征99
5.3液流電池雙極板材料102
5.3.1液流電池雙極板材料的功能與作用102
5.3.2液流電池雙極板材料的種類103
5.3.3液流電池雙極板的特性及表征104
5.3.4電極雙極板一體化106
5.4離子傳導(dǎo)隔膜材料107
5.4.1液流電池用離子傳導(dǎo)隔膜材料的分類108
5.4.2全釩液流電池離子傳導(dǎo)隔膜材料110
5.4.3液流電池用離子傳導(dǎo)隔膜材料的制備及性能117
5.4.4離子傳導(dǎo)隔膜材料的改性與優(yōu)化124
5.5電解質(zhì)溶液129
5.5.1液流電池電解質(zhì)溶液的分類129
5.5.2液液型液流電池性能的影響因素148
5.5.3水和釩離子遷移規(guī)律153
參考文獻161

第6章液流電池電堆、系統(tǒng)及管理控制165
6.1電堆結(jié)構(gòu)與設(shè)計165
6.1.1電堆結(jié)構(gòu)165
6.1.2電堆設(shè)計168
6.1.3液流電池模擬研究方法及進展171
6.2液流電池系統(tǒng)179
6.2.1液流電池系統(tǒng)組成179
6.2.2液流電池系統(tǒng)設(shè)計180
6.3液流電池系統(tǒng)管理183
6.3.1液流電池系統(tǒng)的管理作用183
6.3.2液流電池系統(tǒng)的管理策略184
6.3.3液流電池系統(tǒng)的安全保護184
6.3.4液流電池系統(tǒng)的故障診斷185
參考文獻186

第7章沉積型液流電池187
7.1概述187
7.2鋅沉積電極188
7.2.1鋅電極的反應(yīng)189
7.2.2鋅電極的鈍化190
7.2.3鋅電極的枝晶191
7.2.4鋅電極的腐蝕193
7.3鋅/溴液流電池193
7.3.1鋅/溴液流電池技術(shù)原理193
7.3.2鋅/溴液流電池技術(shù)研究進展194
7.3.3鋅/溴液流電池技術(shù)應(yīng)用197
7.4鋅/鎳液流電池201
7.4.1鋅/鎳液流電池技術(shù)原理201
7.4.2鋅/鎳液流電池鎳電極201
7.4.3鋅/鎳液流電池技術(shù)研究進展202
7.5鋅/鈰液流電池206
7.5.1鋅/鈰液流電池技術(shù)原理206
7.5.2鈰電極206
7.5.3鋅/鈰液流電池電解液208
7.6全沉積型鉛酸液流電池208
7.6.1全沉積型鉛酸液流電池技術(shù)原理208
7.6.2全沉積型鉛酸液流電池技術(shù)研究進展209
參考文獻210

第8章液流電池的應(yīng)用212
8.1引言212
8.2大規(guī)模儲能設(shè)備的技術(shù)要求213
8.3電力系統(tǒng)削峰填谷220
8.4應(yīng)急備用電站224
8.5電動車充電站226
8.6通信基站228
8.7高能耗企業(yè)備用電源228
8.8液流電池技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化挑戰(zhàn)228
參考文獻229