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电解液作为钒电池重要的储能介质,是能量储存及转化的核心。钒电池电解液电极活性物质浓度高、含多种组成,同时,在电池实际运行中电解液的物理化学性质会随电池工作状态的变化而实时变化,并影响电池性能的稳定。因此,准确和详细地认识钒电池电解液的物理化学性质及演化规律是钒电池安全应用的基础,也是提升电池性能和设计新型电解液的理论依据。本文针对钒电池电解液不同体系,测定了 VOS○4+H20,VOS○4+H2SO4+H20和VOSO4+HCl+H2O三种体系的电导率、表面张力、黏度和密度。分析了电解液随组分和温度的变化规律;获得了相关物理化学性质和热力学参数,并深入探讨了离子溶剂化状态和离子缔合等微观相互作用;建立了预测电解质溶液性质的半经验方程。同时,基于钒电解液黏度提出一种可以在线监控液流电池SOC的方法。本文研究内容不仅为钒溶液在钒电池中的应用提供基础数据和理论支撑,而且有助于深化认识电解液作用机制及对电池性能影响,并进一步发展和完善电解质溶液理论体系。论文取得的主要研究结果如下:(1)获得了 VOS04水溶液摩尔电导、极限摩尔电导、[VOS○4]0离子对的解离常数及解离过程的热力学函数,并对解离过程机理进行了讨论。结果表明[VOSO4]0离子对的解离是非自发反应过程。(2)提出摩尔表面Gibbs自由能新概念。基于新概念,成功建立了预测VOS○4水溶液表面张力的经验方程。同时,利用这个新概念对传统的Eotvos方程进行了改进,使得新方程的各数学项具有明确的物理意义和能量纲量。采用改进的方程计算得到了VOS04水溶液的摩尔表面熵和摩尔表面焓等热力学参数。(3)获得了 VOS04+HC1+H20三元体系的平均表观摩尔体积和极限表观摩尔体积。结果表明VOS04与HC1水溶液间存在相互作用,并且随HCl浓度增加,VOS04与HCl水溶液间的相互作用减弱。另外,提出了利用三元溶液推算相应二元溶液密度的方法。(4)计算获得了 VOS04水溶液的流动活化能、黏度B系数、黏滞流动活化参数及其它热力学参数。结果表明VOS04是一种能够促进水分子团簇缔合的电解质,V02+作为结构缔造者,对水分子团簇结构缔合起促进作用。与VOSO4+HCl+H2O体系相比,VOSO4+H2SO4+H2O的黏度较高,表明VOSO4与H2SO4之间具有更强烈的相互作用。最后基于Eyring过渡态理论提出了可以预测高浓度混合电解质溶液黏度的半经验估算方程,结果符合的良好。(5)利用神经网络将钒电池电解液荷电状态、温度和黏度相互关联,并结合Darcy定律,提出一种独立在线监测液流电池荷电状态的方法。