钒化合物作为钒电池电极材料的稳定性及电化学行为研究

作者：潘东; 刘涛; 张一敏; 刘红; 魏莲

来源：中国有色冶金, 2023, 52(05): 51-59.

DOI：10.19612/j.cnki.cn11-5066/tf.2023.05.006

• 钒化合物
• 电化学
• 全钒液流电池
• E-pH
• 循环伏安
• V2O5
• 电解液
• 开路电位
• 催化

钒化合物具有较好电化学活性，有望用于提升钒电池电极电化学活性，但目前对于钒化合物在电解液中的稳定性及电化学行为的研究有待开展。因此，本文利用E-pH图、开路电位法、循环伏安法等方法，研究了V2O5、VO2、V2O3、NaV2O5、VN等钒化合物在酸性电解液中的稳定性及电化学行为。在稳定性方面，结合钒化合物的E-pH图、溶解试验以及开路电位分析，VO2、NaV2O5在钒电池电解液中不稳定，会发生快速溶解；V2O5在钒电池电解液中相对稳定，会发生缓慢溶解；V2O3和VN在钒电池电解液中较稳定，仅发生少量溶解。在电化学行为方面，结合钒化合物在2.0 mol·L-1 H2SO4、0.1 mol·L-1 V3++2.0 mol·L-1 H2SO4、0.1 mol·L-1 V4++2.0 mol·L-1 H2SO4电解液中的循环伏安曲线分析，V2O5、V2O3、VN会在电势0.4～1.5 V发生显著的氧化还原反应，在电势-0.8～-0.2 V不会发生明显的氧化还原反应；VN对V5+/V4+、V3+/V2+电对反应具有较好的催化作用，V2O3的催化作用次之，V2O5的催化作用最弱。因此，V2O3、VN可作为V3+/V2+电对反应催化材料用于提高钒电池负极电化学活性，实现钒电池性能的提升。

• 单位
  六盘水师范学院; 武汉科技大学