Influence of Mn2+ Concentration on the Electrochemical Behavior of the Anolyte for Vanadium Redox Flow Batteries

电解液中金属离子会影响钒液流电池的电化学性能.本文采用循环伏安法和电化学阻抗谱研究了正极液中Mn2+浓度对V(Ⅴ)/V(Ⅳ)电对的氧化还原过程影响规律,发现Mn2+在正极液中没有发生副反应,但严重影响V(Ⅴ)/V(Ⅳ)的反应活性、电极反应可逆性、离子扩散与电荷转移反应等电化学性能.循环伏安测试结果表明Mn2+浓度为0.04～0.13 g·L-1时,V(Ⅴ)/V(Ⅳ)电对电极反应可逆性和反应活性较高,钒离子扩散系数由参照溶液中的8.89×10-7～1.098×10-6增大至1.302×10-6～1.800×10-6 cm2·s-1,提高了～60％;电化学阻抗测试结果表明Mn2+浓度为0～0.04 g·L-1时,V(Ⅴ)/V(Ⅳ)电对电极反应阻抗和界面阻抗均较参照溶液中的增加不明显,但当Mn2+浓度增至0.07 g·L-1时,上述阻抗值较参照溶液增大了25％～28％.基于二者结果,Mn2+对电极反应有不同程度的负面影响,但是适当的Mn2+浓度有利于钒离子的扩散.