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《全釩液流電池模型的研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、分類號UDC碩士學(xué)位論文密級——IIIIInlIIIIIIll[UlIIIIIY2196308全釩液流電池的模型研究ModelingResearchofAllVanadiumRedoxFlowBattery作者姓名：潘建欣學(xué)科專業(yè)：化學(xué)工程與技術(shù)學(xué)院(系、所)：化學(xué)化工學(xué)院指導(dǎo)教師：周濤教授論文答辯日期蘭窆墜三：篁答辯委員會主席立竺鄉(xiāng)中南大學(xué)2012年5月原創(chuàng)性聲明本人聲明，所呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進行的研究工作及取得的研究成果。盡我所知，除了論文中特別加以標注和致謝的地方外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫
2、過的研究成果，也不包含為獲得中南大學(xué)或其他單位的學(xué)位或證書而使用過的材料。與我共同工作的同志對本研究所作的貢獻均已在論文中作了明確的說明。作者簽名：盎逝日期：型至年三月笪日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本人了解中南大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，即：學(xué)校有權(quán)保留學(xué)位論文并根據(jù)國家或湖南省有關(guān)部門規(guī)定送交學(xué)位論文，允許學(xué)位論文被查閱和借閱；學(xué)校可以公布學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容，可以采用復(fù)印、縮印或其它手段保存學(xué)位論文。同時授權(quán)中國科學(xué)技術(shù)信息研究所將本學(xué)位論文收錄到《中國學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫》，并通過網(wǎng)絡(luò)向社會公眾提供信息服務(wù)。
3、作者簽名：邀導(dǎo)師簽名酩日期：型年』月笪日中南大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要全釩液流電池(VRS)的模擬和仿真是電池系統(tǒng)設(shè)計、放大、控制和優(yōu)化的基礎(chǔ)。根據(jù)模型的復(fù)雜程度，VRB模型可以分為經(jīng)驗?zāi)Ｐ?、半?jīng)驗半機理模型和機理模型。本文綜述了VRB模型研究的發(fā)展。同時，使用暫態(tài)邊界電壓法和電化學(xué)交流阻抗法實驗研究了VRB單電池，提出并討論了各自的等效電路模型。實驗測試了VRB單電池的電流激勵和電壓響應(yīng)關(guān)系，利用暫態(tài)邊界電壓法建立了一個全新的等效電路模型。模型參數(shù)使用曲線擬合方法求得，具有很高的精度，相對誤差達到了lO。3數(shù)量級。討論了充
4、放電過程中電流密度和電解液流率對極化的影響。模型結(jié)果表明：充電過程和放電過程的等效歐姆阻抗分別為1．465Q·cm2和1．537Q·cm2。電化學(xué)極化隨電流密度的增大而增大。反應(yīng)活性物質(zhì)持續(xù)消耗殆盡引起了電化學(xué)極化和濃差極化在充放電過程的末期大幅度的上升。增加電解液體積流率可以在一定的范圍內(nèi)減小電池的極化，提高電池性能。利用模型分析了歐姆極化、電化學(xué)極化和濃差極化三種極化，認為歐姆極化是最主要的電壓損失部分，可以通過降低歐姆阻抗提高電池的效率。實驗研究了VRB單電池的交流阻抗譜，并提出了對應(yīng)的等效電路模型。模型的精度(
5、chisquare)都達到了10擊數(shù)量級。模型包含歐姆阻抗、多孔電極雙電層的恒相位元、電荷傳遞阻抗和Warburg阻抗。模擬擬合結(jié)果表明：EIS測試下的充電過程和放電過程的等效歐姆阻抗分別為2．316f2·cm2和2．375Q·cm2，比暫態(tài)邊界電壓法得到的結(jié)果更大，主要原因是交流阻抗法測試是交流歐姆內(nèi)阻，而后者測試的是直流歐姆內(nèi)阻。兩種模型在描述極化的電路是類似的。兩個模型不僅可以用于電池的性能分析和運行監(jiān)控，而且可以與發(fā)電模塊等聯(lián)立，構(gòu)成一個發(fā)電儲能混合系統(tǒng)，實現(xiàn)系統(tǒng)的能量管理的應(yīng)用。關(guān)鍵詞：全釩液流電池，模型，暫
6、態(tài)邊界電壓法，電化學(xué)交流阻抗法中南大學(xué)碩士學(xué)位論文ABSTRACTABSTRACTThemodelingandsimulationofallvanadiumredoxfowbattery(VRB)isthefoundationforthedesign，scale-up，controlandoptimization．AccordingtothecomplexityoftheVRBmodels，theycanbedividedintothreetypes：namelyempiricalmodels，semi—empiric
7、almodelsandtheoreticalones．Inthispaper,theprogressonthestudyeachmodelhasbeenreviewed．Meanwhile，aVRBsinglecellhasbeenexperimentallyinvestigatedbythetransientboundaryvoltagemethodandElectrochemicalImpedanceSpectroscopy(EtS)，twoequivalentcircuitmodelshavebeendevelo
8、pedandanalyzed．TherelationshipofcurrentexcitationandvoltageresponseofaVRBsinglecelliscarriedout，andanewequivalentcircuitmodelispresentedusingthetransientboundaryvolta
