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优化的溶剂主要由以下三部分组成:具有高介电常数的成分(如EC); 控制钝化膜构成的二烷基碳酸酯成分(如DMC); 用来进步其电导率的低黏度成分(如DME)。另- -件重要的事情就是提出了硫族化合物嵌入体系和嵌入化学。初期研究的多为硒化物，如NbSe,、 NbSe; 等[6~8];后来研讨的多为化物，典型代表为TiS2、 MoS2和 TaS2等9~1]。 TiS2结构稳定，在锂过量的条件下，Li/TiS2电池的循环性非常好，每周容量损失小于0. 05%。TiS2曾经应用于早期的二次锂电池上，但由于价钱的缘由，后来被MoS2所取代。到了后期，人们开端研讨氧化物，主要为V-0体系[12, 13]。SEI膜概念的提出和嵌入化合物、嵌入化学的展开对锂二次电池以及日后呈现的锂离子电池的展开具有深远的意义。锂过量的二次锂电池循环性很好，影响它应用的最主要问题是安全性问题。当锂离子恢复成金属时，锂在金属表面析出，容易产生枝晶，假定枝晶圣阳6GFM-50铅酸蓄电池适用于电力设备储能穿透隔膜与正极接触构成短路，会发作电解液外漏，致使的风险。为了进步它的安全性，- -些研讨者运用Li-Al 合金替代金属锂作为负极[14]。还有一些学者运用的方法是认真设计电解液体系，构成更为致密的钝化膜，特别是采用固体聚合物电解质[15, 16]。固体聚合物电解质在室温下电导率太低，只合适于在60~80°C 下应用，在理论运用中性能很差。固然专家对锂二次电池的安全性不时都很担忧，但直到1989 年Moli 公司的事情导致公司濒临破产并被低价收购之后，各大公司才不得不重新思索锂二次电池。-年之后，Sony 公司推出了锂离子电池，锂二次电池暂时退出了市场。锂离子电池的概念由Armand 等[16]提出。他提出了摇椅式锂二次电池的想法，即正负极材料均采用可以储存和交流锂离子的层状化合物，充放电过程中锂离子在正负极间来回穿越，相当于锂的浓差电池。
液流电池的基本原理和展开历史概述3.1.1 液流电池的基本原理液流电池是- -种大范围电化学储能(电)装置，经过溶液中的电化学反响活性物质的价态变化，完成电能与化学能相互转换与能量存储。在液.流电池中，活性物质储存于电解质溶液中，具有活动性，可以完成电化学反应场所(电池)与储能活性物质在空间上的分别，电池功率与储能容量设计相对独立，合适大范围蓄电储能需求。因此，在可再生能源发电、智能电网、分布式电网树立等市场需求的驱动下，特别是在未来能源互联网展开过程中，大范围储能基础设备树立将成为重要的产业树立环节。以液流电池为.代表的储能产业将发挥越来越大的作用，呈现出快速增长趋向。液流电池最初的概念于1974 年由美国NASA 的工程技术人员提出，将原先储存在固体电极上的活性物质溶解进入电解液中，经过电解液循环活动给电池供给电化学反响所需的活性物质1。因此，储能容量不再受有限的电极体积限制，可以根据理论需求独立设计所需储能活性物质的数量，特别适合于大范围电能储存场所运用。液流电池的中心功用部分是完成电能与化学能相互转化与储存，与此同时，为了阻隔正极氧化剂和负极恢复剂混合后发作自氧化恢复反响，避免能量损耗，通常在正极电解液和负极电解液之间设置离子传导膜，起分隔两种电化学活性物质的作用。根据液流电池中固相电极的数量，可将液流电池分为双液流电池、堆积型液流电池，以及金属/空气液流电池。在双液流电池中，无论是正极还是负极的电化学活性物质，均溶解于溶液中，电池运转过程中，正极和负极电解液流过电极表面，中止得失电子的电化学反响。如图3-1所示，全钒液流电池是典型的双液流电池体系。与双液流电池不同，堆积型液流电池中只需正极，或者负极活性物质溶于电解质溶液，另外一种电化学活性电对常常以固态方式存在。在电池充电/放电
通常情况下，单电池无法满足电力储能所需的电压条件。为了进步电池两端的输入/输出电压，抑止单电池电压过低问题，在理论运用过程，将一定数量单电池串联成电池组，可以输出额定功率的电流和电压。当风能、太阳能发电装置的功率超越额定输出功率时，经过对液流电池充电，将电能转化为化学能储存在氧化/恢复电对中;当发电装置不能满足额定输出功率时，液流电池开端放电，把储存的化学能转化为电能，***稳定电功率输3.1.2 液流电池的展开历史世界.上最早的液流电池是由法国科学家雷纳(C. Renard)在1884年发明的，他运用锌和氯元素作为液流电池的电化学活性物质，质量抵达435kg。见图3-2。 该液流电池产生的电能用于驱动飞艇的螺旋桨，成.功完成了8km 飞行，用时23min, ***降落回到起飞点，使该飞艇在空中完成研讨人员或商业企业还探求其他液流电池的电化学活性物质，包括铀的化合物、锌溴液流电池、多硫化钠/溴液流电池等。这些液流电池的展开需求突破其局限性，才干在技术和商业上都具备可行性。部分技术障碍罗列如下:①运用强腐蚀性物质组成电化学体系;②运用有毒害性的风险化学物质;③正负半电池中运用不同的电解质，产生交叉污染后电压降落;④本钱和造价高昂，缺乏商业应用价值。现代意义的液流电池研
讨始于1974 年美国航天局(NASA) 的科学家塞勒(L. H. Thaller)试图探求用于月球基地，上储存太阳能的方法，提出将Fe/Cr 元素作为液流电池的电化学活性物质，组成氧化恢复对，并且给出液流电池流程”1。固然开发出功率1kW 的样机，但由于运转过程中正极、负极电解液中的活性物质交叉污染，惹起电压不稳而无法长期运转。1986年，澳大利亚新南威尔士大学的Maria SkyI las-Kazacos 等在上初次申请全钒液流电池***，并展开系统的研讨2。该电池运用不同价态钒离子构成氧化恢复电对;以石墨毡为电极，石墨塑料板栅为集流体;质子传导膜作为电池隔膜;正、负极电解液在充放电过程中流过电极表面发作电化学反响，可在5~45°C温度范围长期运转。目前，在众多的液流电池化学体系中，只需全钒液流电池(VRB)、 锌溴液流电池进入适用化示范运转阶段。除此以外，人们先后研讨了二十多种电化学活性物质组成的氧化恢复电对，构成液流电池的化学家族。不只包括传统的水溶液体系，也展开出有机溶剂的液流电池。由于避免了水溶液中的电解水电压的限制，在有机溶剂的液流电池中，单电池可以在更好的电压下工作[3，4]。与此同时，所研讨的氧化恢复电对也不局限于金属离子，还探求使用人工合，成的有机化合物构成液流电池的氧化恢复生性物质，不再受金属资源的限制。此外，还有望合成在氧化恢复反响过程中能够得到或失去多个电子的有机化合物，从而***进步液流电池的储能密度
电池储能，应用于当今社会各个方面和各个角落，***着国民经济的正常运转，与人们物质和文化生活息息相关。特别是21世纪以来，为减缓温室气体排放对大气温度升高的影响，各国纷繁应用太阳能微风能，鼎力展开电动汽车，人们越来越深化地认识到，二次电池是这两大事业的关键装备,电池的应用范围不时扩展，新的电池品种层出不穷。其中圣阳铅酸蓄电池以其成熟、安全、低价、容易再生等优势,仍坚持着范围的抢先;锂离子电池则因比能量和比功***、循环寿命长等性能，大有后来居上之势。在这种大环境中，二次电池似乎任何机电设备一样是必需维护的。有的电池号称「免维护」，理论上是指单体电池在一定运用条件下比过去需求频繁的维护而言的，但多个电池串并联运用时，情况就完好不同了。所以，「免维护」是相对的，需求维护是的。这本书有助于在人们头脑中树立此观念，从而改变错误的电池组「免维护」运用习气。当前电动汽车的电池组运用中就亟须树立维护制度和维护规范，改动糜费现象，减少事故的发作。电池的蓄电及充放电是十分精细的电化学过程，串并联运用的电池组在外界的影响下，情况更为复杂，客观形势逼迫电池的运用者应该控制电池合理运用与维护学问，还央求社会上生长一大批专业的、有理论阅历的电池维护人员。
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