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第一章 概述 1

1.1 氧化还原液流电池 2

1.2 钒性质及资源概况 3

1.3 全钒氧化还原液流电池 4

1.3.1 钒氧化还原液流电池的原理 4

1.3.2 钒氧化还原液流电池的结构 5

1.3.3 钒氧化还原液流电池的特点 7

1.3.4 钒氧化还原液流电池的应用 8

1.4 国内外钒电池发展状况 9

1.5 钒氧化还原液流电池的电解液 13

1.5.1 电解液的制备方法 13

1.5.2 电解液的优化 15

1.6 本章研究的意义及内容 16

第二章 电解液的制备 18

2.1 实验部分 19

2.1.1 实验试剂与材料 19

2.1.2 实验仪器 19

2.1.3 电解液的制备 19

2.1.4 电解液参数检测 20

2.1.5 循环伏安测试 21

2.2 结果与讨论 22

2.2.1 电解液制备 22

2.2.2 解液参数测定 22

2.2.3 循环伏安测试 22

2.2.4 XRD衍射检测 23

2.3 本章小结 24

第三章 钒电池电解液的快速分析 25

3.1 实验部分 25

3.1.1 仪器与试剂 25

3.1.2 样品的制备 26

3.1.3 样品的紫外可见光谱检测 26

3.2 结果与讨论 26

3.2.1 三四价体系的总钒浓度和价态分析 26

3.2.2 四五价体系的总钒浓度和价态分析 30

3.2.3 二三价体系的总钒浓度和价态分析 31

3.3 本章小结 32

第四章 CTAB作为钒电池电解液添加剂的研究 33

4.1 实验部分 34

4.1.1 辅助复合电极的制备 34

4.1.2 电解液的制备 34

4.1.3 形貌表征 34

4.1.4 紫外可见光测试 34

4.1.5 电化学性能测试 35

4.2 结果讨论 36

4.2.1 紫外可见光检测 36

4.2.2 方波伏安测试 38

4.2.3 样品的SEM 39

4.2.4 电解液稳定性考察 40

4.2.5 循环伏安分析 41

4.2.6 交流阻抗分析 42

4.2.7 充放电性能测试 44

4.3 本章小结 44

第五章 Ⅴ（Ⅳ）的形态对其电化学性能的影响 46

5.1 实验部分 47

5.1.1 四价钒溶液的制备 47

5.1.2 UV-Visible光谱测试 47

5.1.3 循环伏安测试 47

5.1.4 交流阻抗测试 48

5.1.5 XRD测试 48

5.1.6 Raman光谱测试 48

5.2 实验结果 48

5.2.1 UV-Visible光谱测试 48

5.2.2 循环伏安测试 56

5.2.3 交流阻抗测试 56

5.2.4 XRD测试 58

5.2.5 Raman光谱测试 59

5.3 讨论 61

5.3.1 四价钒化合物的结构和电化学性能研究 61

5.3.2 二聚物的电荷传递反应 63

5.4 本章小结 64

第六章 钒电池电解液性能的优化设计 65

6.1 钒氧化还原电池的工作原理 67

6.2 钒氧化还原电池的特点 68

6.3 钒氧化还原电池的结构 69

6.4 钒氧化还原电池的应用 71

6.5 钒氧化还原电池的关键材料 72

6.5.1 电解液 72

6.5.2 隔膜 74

6.5.3 集流体 75

6.5.4 电极 76

6.6 碳材料的结构及石墨化 78

6.6.1 碳材料的结构 78

6.6.2 碳材料的石墨化 80

6.6.3 催化石墨化 80

6.6.4 XRD法测量石墨化度 81

6.7 本章研究的意义及内容 82

第七章 碳纳米管-石墨复合电极的研究 84

7.1 实验部分 85

7.1.1 试验试剂与材料 85

7.1.2 实验仪器 86

7.1.3 碳纳米管-石墨（MWNT-GP）复合电极的制备 86

7.1.4 形貌表征 86

7.1.5 循环伏安测试 87

7.1.6 交流阻抗测试 87

7.1.7 充放电测试 87

7.2 结果讨论 88

7.2.1 不同比例碳纳米管-石墨复合电极对VO2+/VO2+的影响 88

7.2.2 不同比例碳纳米管-石墨复合电极对V2+/V3+影响 96

7.2.3 MWNT-GP复合电极的稳定性 98

7.3 结论 102

第八章 碳毡的高温石墨化 103

8.1 实验部分 104

8.1.1 实验试剂与材料 104

8.1.2 实验仪器 105

8.1.3 石墨化碳毡电极的制备 105

8.1.4 循环伏安测试 105

8.1.5 充放电测试 106

8.2 结果讨论 106

8.2.1 石墨化时间对碳毡电极电化学性能影响 106

8.2.2 石墨化温度对碳毡电极电化学性能影响 109

8.2.3 催化剂用量对碳毡电极电化学性能影响 111

8.3 结论 114

第九章 催化石墨化提高碳毡电极性能的机理研究 115

9.1 实验部分 116

9.1.1 实验试剂与材料 116

9.1.2 实验仪器 117

9.1.3 石墨化碳毡电极的制备 117

9.1.4 循环伏安测试 117

9.1.5 交流阻抗测试 118

9.1.6 充放电测试 118

9.1.7 XRD测石墨化度 118

9.1.8 电阻率测试 118

9.1.9 形貌表征 119

9.2 结果讨论 119

9.2.1 XRD分析 119

9.2.2 电阻率 121

9.2.3 SEM分析 122

9.2.4 循环伏安曲线分析 124

9.2.5 交流阻抗分析 125

9.2.6 充放电性能分析 128

9.3 结论 129

第十章 结论与展望 131

参考文献 135