- 电化学评估和对称有机氧化还原液流电池的充电诊断状态协议

氧化还原液流电池存储的能量在包含在外部水库和被泵送到内部电极以完成电化学反应液体电解质。储存的能量和动力因此可以分离导致了出色的设计灵活性，可扩展性和模块化。这些优点使液流电池非常适合于集成清洁还间歇性可再生能源的固定能量存储应用，增加格资产利用和效率，和提高能源弹性和安全性。 ^1，2，3传统的水液流电池从有限的能量密度的困扰，主要是由于狭窄的电压窗口，以避免电解水。 ^{4，5，6，7，8}与此相反，非aque基于液流电池的OU电解质因为用于实现高电池电压，高能量密度的潜力被广泛开展。 ^9，10在这些努力中，各种流量电池化学组成进行了研究，其中包括金属配合物^，11，12全有机^，13，14的氧化还原活性聚合物^，15和锂的混合流动系统。 ^{16，17，18，19}

然而，非水液流电池的潜力尚未得到充分展现，由于液流电池相关的条件下，有限的示范的主要技术瓶颈。这个瓶颈是密切多项性能限制性因素有关。第一，大多数电活性材料的小的溶解度的非水流动细胞导致低的能量密度输送。第二，非水液流电池的速率能力主要是由高电解质的粘度和电阻率在相关的氧化还原的浓度限制。第三个因素是缺乏高性能膜。的Nafion和陶瓷膜表现出与非水电解质的低离子传导性。多孔分离器已经证实体面流动池的性能，但是遭受相当大的自放电，因为相对大的孔径。 ^14，20通常情况下，同时含有阳极电解液和阴极电解液的氧化还原物质的混合反应物电解质（1：1的比例）用于减少氧化还原材料交叉，然而这牺牲了有效的氧化还原浓度，典型地通过一半。 ^14，21克服上述瓶颈，需要改进母校IALS发现，电池化学设计和流动池结构实现电池相关的循环。

电池状态监测是可靠的操作基本上是很重要的。非正常状态，包括过充电，气体逸出，以及材料的降解可能导致损害电池性能和甚至电池故障。尤其是对于涉及大量电池材料大规模液流电池，这些因素可能会导致严重的安全问题和投资损失。充电状态（SOC），说明电荷或液流电池的放电深度的状态是最重要的电池状态参数中的一个。他们到达危险的水平之前及时SOC的监测可以检测到潜在的风险。然而，该区域似乎是迄今为止下寻址，特别是在非水液流电池。 Spectrophotoscopic方法如紫外可见（UV-VIS）光谱和电解质电导率测量已经在水性流蓄电池装填评价 RY的SOC判定。 ^22，23，24

我们最近引进了基于新的双极的氧化还原物质的新的对称的非水液流电池设计，2-苯基-4,4,5,5- tetramethylimidazoline -1-氧基-3-氧化物（PTIO）。 ²⁵此液流电池保持承诺解决非水液流电池前述的挑战。首先，PTIO在乙腈中的电池溶剂（乙腈），该被看好，以使高能量密度的高溶解度（2.6 M）。第二，PTIO呈现被适度分离并因此可以通过本身构成了一个对称电池化学两可逆等的氧化还原对。我们还证明了在FTIR光谱的可分辨的PTIO峰可与未反应的PTIO的流动池中，这导致分光SOC的测定，用ESR结果交叉验证的浓度相关联。姑娘=“外部参照”> 26在这里，我们提出了一个协议，以拟定电化学评估和PTIO对称液流电池的基于FTIR的SOC诊断过程。这项工作预计在长期液流电池业务保持了安全性和可靠性，尤其是在现实世界电网应用触发更多的见解。