銻離子添加劑對低共熔溶劑（DES）電解液液流電池的性能改善研究

紀燕男，孫培茁，馬強，張瑋琦，蘇華能，徐謙

（1南通理工學院電氣與能源工程學院，江蘇南通226002；2江蘇大學能源研究院，江蘇鎮江212013）

引 言

隨著近年來全球能源短缺和環境污染問題日益嚴重，人們對于新能源的需求日益增長。但新能源（例如風能、太陽能）普遍存在能量供應間歇性、不穩定性、供求之間有時空差異等問題，需要通過有效、可靠的儲能技術來解決[1]。在各種儲能技術中，氧化還原液流電池（redox flow batteries,RFBs）是一種前景可觀的大規模儲能技術[2-3]。不同于傳統電池，溶解的活性物儲存在液罐中，流經電池堆，發生氧化還原反應。液流電池可以針對功率和容量進行獨立設計，并根據需要靈活配置[4]。自1974年Thaller[5]提出氧化還原液流電池以來，人們對其進行了廣泛的研究。通常，用于液流電池的電解質可分為水系和非水系電解質。目前，水系液流電池得到了廣泛的研究[6-7]，而非水系電解質由于其更寬的電化學窗口（1.5～5 V）[8-9]，受到越來越多的關注。然而，由于有機溶劑的固有特性，如揮發性和毒性，電池系統可能會出現潛在的安全隱患[10]。因此，研究人員提出了離子液體（ILs）來解決這一問題。

離子液體具有較寬的電化學窗口，高熱穩定性和低揮發性的優勢[11-12]。近年來，研究人員通過將有機鹵化物與氫鍵供體結合，獲得了一種穩定的離子液體，命名為“低共熔溶劑”（deep eutectic solvent,DES）[13-14]。DES比普通離子液體價格低廉，對反應環境的要求也更低。因此，最近涌現出一系列關于DES應用于RFB的研究[15-16]。Lloyd等[17]在乙酰膽堿低共熔溶劑（一種氯化膽堿和乙二醇的混合物）中展示了一種全銅混合液流電池，結果表明銅離子RFB在DES電解液中的放電效率可以達到94%。Xu等[18-19]研究了用于低共熔溶劑液流電池的Fe(Ⅱ)/Fe(Ⅲ)和V(Ⅲ)/V(Ⅱ)氧化還原電對的物理和電化學性質。然而，研究發現V(Ⅲ)/V(Ⅱ)的氧化還原反應動力相對緩慢，這將影響電池的性能[20]。為了解決這一問題，在電解液中引入添加劑是改善氧化還原動力學的一種切實可行的方法[21-22]。

由于銻（Sb）具有成本低、催化活性高及穩定性好等優點，在化學催化領域得到了廣泛的應用[23-24]。2015年，Shen等[25]將三氯化銻應用于全釩液流電池（VRFB）中。研究表明，添加三氯化銻可以提高V(Ⅲ)/V(Ⅱ)的電化學活性和氧化還原動力學。受銻離子在VRFBs中作為添加劑的啟發，本文通過黏度和電導率測試、循環伏安法（CV）、電化學阻抗譜法（EIS）和充放電測試，研究了Sb3+離子對DES電解液電化學性能的影響。用掃描電鏡（SEM）表征石墨氈充放電實驗后的形態。與VRFBs相比，在非水系DES電解液液流電池中使用Sb3+離子作為添加劑，在降低電解液黏度、改善氧化還原離子對的電化學活性和反應動力學方面具有更顯著的效果，為提高非水系液流電池的性能提供了一種有效的途徑。

1 實驗

1.1 電解液的制備

將氯化膽堿（國藥試劑67-48-1，98.0%）和乙二醇（國藥試劑107-21-1，99%）按照1∶2的摩爾比例進行混合制備DES，通過恒溫干加熱器，在120℃下持續攪拌10 min直至形成無色透明的溶液，將其稱之為ethaline，并在室溫下進行冷卻。配制好的ethaline要及時保存在密封的玻璃罐中，以防止空氣中的氧氣和水蒸氣等物質對電解液造成污染。在ethaline中 分 別 加 入0.1 mol·L-1的FeCl2（99.5%，Macklin，無水）和0.1 mol·L-1的VCl3（99%，Ourchem）以制備正負極電解液。將SbCl3（99.5%，國藥控制化學試劑有限公司）分別以5、10、15、20、25 mmol·L-1的濃度加入到VCl3電解液中。圖1為配制好的含不同濃度SbCl3的VCl3電解液，從圖1中可以看出，當SbCl3的濃度達到25 mmol·L-1時，密封罐的底部出現了白色的晶狀沉淀，即溶液達到了過飽和狀態。因此在實驗中僅研究了含0～20 mmol·L-1的SbCl3的電解液。

圖1 含有不同濃度SbCl3的VCl3電解液Fig.1 Electrolytes with different concentrations of SbCl3

1.2 黏度及電導率測試

采用DV-2+PRO數字式黏度計和電導率儀（DDS-307A型）分別測試含有不同濃度SbCl3添加劑的電解液的黏度和電導率。在室溫[（25±1）℃]下測量，通過熱電偶測溫儀實時檢測溶液的溫度，每個Sb3+濃度下測量3次，并取平均值進行記錄。

1.3 拉曼光譜

使用光譜分辨率小于2 cm-1的激光拉曼光譜儀（LRS，美國ThermoFisher）對電解液進行拉曼光譜的測試。將含0.1 mol·L-1VCl3的ethaline作為初始溶液（記作pristine），與加入15 mmol·L-1Sb3+的電解液進行對比。

1.4 電化學測量

實驗使用辰華CHI600電化學工作站進行電解質的循環伏安及電化學阻抗的測量。測量過程中使用的是傳統的三電極體系，將直徑為5 mm的石墨電極作為工作電極，鉑電極作為對電極，飽和甘汞電極（SCE）作為參比電極。在每次測試開始之前，石墨電極用1200粒度的SiC紙進行拋光，然后用去離子水洗滌，并且用超聲波進行清洗，超聲時間不宜過長，以防對電極造成損壞。

這些測量均在室溫[（25±1）℃]下進行，測量的電解液中含有的氧化還原活性物質的濃度均為0.1 mol·L-1。測試開始之前，用高純氮氣（N2，99.999%）對電解液進行吹掃，至少20 min，除去所有的溶解氧。在-1.2～0.2 V的電壓范圍內對含有不同濃度SbCl3添加劑的電解液進行循環伏安掃描，每組實驗重復三次。同時，在電化學阻抗光譜實驗中，施加于電池的正弦激發電壓為5 mV。頻率范圍設置為0.01 Hz～100 kHz。電位固定在-0.48 V，以確保實驗過程中在加入不同濃度的添加劑的情況下具有相似的極化。

1.5 充放電測試

充放電實驗是在RFB單動態電池中進行的。在充放電實驗過程中，采用兩種不同的質子交換膜來分離電池的陽極和陰極，分別為G-1204均相陰離子交換膜（日本旭硝子公司）和Nafion 115膜（美國杜邦）。電極采用的是導電性好的石墨氈（GFA系列，SGL?德國），其反應的活性面積為4.0 cm2（2.0 cm×2.0 cm），并利用聚四氟乙烯（PTFE）墊片進行電池組件的密封，防止實驗過程中發生漏液現象。正極電解液為含有0.1 mol·L-1FeCl2的ethaline溶液，負極初始電解液為含有0.1 mol·L-1VCl3的ethaline溶液，以5 mmol·L-1間隔加入濃度為0～20 mmol·L-1的SbCl3作為對比溶液。將電解液儲存在電池外部的儲液罐內，并在電池運行期間通過蠕動泵以25 ml·min-1的流量將電解液循環地泵送到相應的隔室中。利用Arbin BT2000（美國Arbin儀器公司）電池測試系統測量電池的極化曲線及充放電性能。在室溫下，以±2.0 mA·cm-2的恒定電流密度對電池進行了充放電循環實驗。

1.6 物理化學測量

將含有不同濃度SbCl3作為添加劑進行充放電循環實驗結束的石墨氈電極進行表征。通過場發射掃描電子顯微鏡（FESEM，JSM-7800F）在15 kV下檢查石墨氈的形貌，同時利用EDX鑒定樣品上存在的顆粒。

2 結果和討論

2.1 黏度及電導率測試

含有不同濃度Sb3+離子的電解液在室溫[（25±1）℃]下的黏度和電導率值如表1所示。從表中數據可以觀察到，Sb3+離子的加入對于電解液的黏度和電導率的影響不是很明顯，但是存在著黏度值小幅下降及電導率小幅升高的現象，并且在Sb3+離子為15 mmol·L-1時達到最佳。離子的電導率與溶液的黏度有關。Sb3+離子加入后，在低濃度范圍內，溶劑的黏度降低，離子運動的阻力減小，離子運動速率加快，因而溶劑的電導率增加。但是在電解液中離子之間存在著一定的相互作用，Sb3+離子濃度進一步增大后，離子之間的距離減小，相互作用增強，這就增加了離子運動的阻力從而使電導率降低。因此當Sb3+離子增加至20 mmol·L-1時，黏度值有所升高，電導率也有所下降。

表1 含有不同濃度Sb3+離子的電解液的黏度和電導率值Table 1 Viscosity and conductivity of electrolytes with different concentrations of Sb3+ions

2.2 拉曼光譜

將沒有加入添加劑的V(Ⅲ)電解液和含有15 mmol·L-1Sb3+離子的V(Ⅲ)電解液進行拉曼光譜的實驗，其Raman光譜如圖2所示。通過查閱氯化膽堿和乙二醇的拉曼光譜，發現圖中717、869 cm-1處的特征吸收峰對應的是氯化膽堿，957 cm-1處的特征吸收峰對應的是乙二醇。從圖上看，添加入Sb3+離子后電解液中沒有出現新的吸收峰或是明顯的峰位置偏移，因此初步判定Sb3+離子沒有與釩離子發生化學反應而形成新的物質，即Sb3+離子的添加不會改變電池內部的氧化還原反應。

圖2 0.1 mol·L-1 V(Ⅲ)電解質中加入15 mmol·L-1 Sb3+離子前、后的拉曼光譜Fig.2 The Raman spectra of 0.1 mol·L-1 V(Ⅲ)electrolyte with and without 15 mmol·L-1 Sb3+ions

2.3 電化學測量

2.3.1 循環伏安測試 首先對空白的ethaline DES進行了循環伏安的測試，掃描的電壓從-2.0～0.8 V，實驗所獲得的CV曲線如圖3所示?？梢娕c傳統的水系液流電池相比，以ethaline為電解液的電池具有更寬的電化學窗口，并且在掃描區域中沒有氧化還原峰。

圖3 ethaline電解液的CV曲線Fig.3 CV curve of ethaline electrolyte

在含0.1 mol·L-1VCl3的ethaline電解液中以5 mmol·L-1的間隔加入濃度為0～20 mmol·L-1的SbCl3，在-1.2～0.2 V的電壓內以多個掃描速率進行測試，CV曲線如圖4所示。圖中顯示出一對明顯的氧化還原峰，對應于V(Ⅲ)/V(Ⅱ)這一電對。在約-0.2 V的位置上出現了一個小峰，由于純的ethaline DES溶液中在此位置并沒有出現氧化還原峰，因此判斷在-0.2 V的位置的小峰可能是由于原料中的雜質引起的。除此以外，沒有產生新的氧化還原峰，進一步證實了Sb3+離子加入后，沒有與釩離子發生化學反應而形成新的物質，也就沒有改變活性物質的氧化還原反應。為了能直觀地看出Sb3+離子對電解液的影響，將其峰值電流密度列于表2。以25 mV·s-1的掃描速率為例，對于原始電解質，其氧化還原峰值電流密度分別為3.583、-3.691 mA·cm-2，當引入了Sb3+離子后，其氧化還原峰值電流密度的值都有所增加，在Sb3+離子為15 mmol·L-1時達到最大值，分別為4.589、-4.764 mA·cm-2。這就表明Sb3+離子的引入可以加快電池的氧化還原反應速率，使得溶液中離子的運動加快，進而增加離子之間的碰撞使其更容易克服活化能而發生電化學反應[25]。

圖4 含不同濃度Sb3+離子0.1 mol·L-1 V(Ⅲ)電解質在不同掃描速率下的CV曲線Fig.4 CV curves of 0.1 mol·L-1 V(Ⅲ)electrolyte with different concentrations of Sb3+ions at different scanning rates

表2 不同掃描速率下的峰電流密度Table 2 Peak current density at different scanning rates

分析曲線可知，不同掃描速率下的所有峰值電位間隔大于59 mV，這表明V(Ⅲ)/V(Ⅱ)氧化還原反應是準可逆的。對于V(Ⅲ)/V(Ⅱ)氧化還原反應的準可逆性質，可以根據Randles-Sevcik方程計算V(Ⅲ)離子的擴散系數[26]。

對于可逆反應，

對于不可逆反應，

式中，ip是峰值電流，A；n是電極反應中涉及的電子數；α是電荷轉移系數；A是電極面積，cm2；c是活性物質的濃度，mol·cm-3；D是擴散系數，cm2·s-1；ν是掃描速率，V·s-1。電荷轉移系數α可以通過式(3)求得[18]：

式中，Ep和Ep/2分別代表了峰電流密度的電位及半峰電流密度的電位。

圖5為陽極峰值電流密度（ipa）與掃描速率的平方根（v0.5）的關系，可以直觀地發現峰值電流密度隨掃描速率的增加呈線性增加，這就表明電解質的氧化還原反應處于擴散控制之下。

圖5 陽極峰值電流密度與掃描速率平方根之間的關系Fig.5 The relationship between anode peak current density and the square root of scanning rates

根據式（3），電荷轉移系數約為0.40。通過式（1）和式（2）估算的V(Ⅲ)離子的擴散系數列于表3。從表中數據可以看出，隨著Sb3+離子濃度的增加，V(Ⅲ)離子的擴散系數增大，并在15 mmol·L-1Sb3+離子濃度下達到最大值。由于V(Ⅲ)/V(Ⅱ)氧化還原反應是準可逆的，因此其擴散系數就介于可逆（Dre）和不可逆（Dirre）之間。帶有15 mmol·L-1Sb3+離子的V(Ⅲ)離子的擴散系數計算為1.161×10-6～2.472×10-6cm2·s-1，遠高于原始電解質（0.7009×10-6～1.362×10-6cm2·s-1）。因此，表明Sb3+可以促進電解液中質量的傳遞，從而促進氧化還原反應。

表3 具有不同濃度Sb3+離子的0.1 mol·L-1 V（Ⅲ）離子的擴散系數Table 3 Diffusion coefficients of 0.1 mol·L-1 V（Ⅲ）ions with different concentrations of Sb3+ions

2.3.2 電化學阻抗 應用電化學阻抗進一步分析了引入Sb3+離子對于V(Ⅲ)電解液電化學性能的影響。未加入添加劑及加入不同濃度Sb3+離子的V(Ⅲ)電解液的Nyquist圖如圖6所示。圖中的每一條曲線呈現出相似的規律：高頻區域中的單個凹陷半圓形和低頻區域中的直線，這表明V(Ⅲ)/V(Ⅱ)的氧化還原反應是通過電化學反應和擴散步驟混合控制的。半圓部分對應于電極-電解質界面處的轉移反應，而線性部分與溶液中釩物質的擴散有關[27]。在圖6中顯示了簡化的等效電路，其中Rs反映的是電解質電阻和電極電阻（或稱歐姆電阻），Rt代表電荷轉移電阻（或稱電化學反應電阻），CPE表示電極-電解質界面的雙電層電容，Ws是反映由釩離子的擴散過程引起的擴散電容的恒定相元素。

圖6 0.1 mol·L-1 V(Ⅲ)電解質在不同濃度Sb3+下的Nyquist圖及相應的等效電路Fig.6 Nyquist plot of 0.1 mol·L-1 V(Ⅲ)electrolyte with different concentrationsof Sb3+ions and corresponding equivalent circuit

從圖6可以看出，電解液中加入不同濃度的Sb3+離子后，溶液的歐姆電阻Rs和電化學反應電阻Rt都有所減小，并且在Sb3+離子濃度為15 mmol·L-1時達到最小值（圖7）。等效電路的部分參數列在表4中，這是通過使用Z-view軟件擬合而獲得的。從表中的數值能夠直觀地看出，具有15 mmol·L-1Sb3+離子的電解液的Rs和Rt最小，分別為19.41、8.95Ω，低于原始電解液（22.03、11.57Ω）。減少的電化學反應電阻表示電解質的電荷轉移過程加快，反映了較高的電化學反應速度，這應是由于Sb對電極反應的催化作用。此外，對于含有Sb3+離子的電解質，電極-電解質界面的雙層電容和離子的擴散電容都高于原始電解質，這意味著引入Sb3+進入電解液可以促進釩離子的吸收和擴散。這些結果進一步證實，通過添加Sb3+離子可以提高V(Ⅲ)/V(Ⅱ)氧化還原反應，這與CV的結果一致。

表4 用等效電路擬合EIS圖得到的參數Table 4 The parameters obtained from fitting the EIS plots with the equivalent circuit

圖7 不同濃度Sb3+的影響(Nyquist圖)Fig.7 The influence of different concentrations of Sb3+ions(Nyquist plot)

2.4 充放電性能

在ethaline中分別加入0.1 mol·L-1的FeCl2（99.5%，Macklin，無水）和0.1 mol·L-1的VCl3（99%，Ourchem）以制備正負極電解液。在2.0 mA·cm-2的電流密度下，對使用含有不同濃度Sb3+離子電解液的電池進行2 h的恒電流充電和放電。為保證電池起始的狀態一樣，在開始測試之前將電池充電至相同的SOC（80%），即開路電壓為1.097 V。并且所有的測試都使用同一電池，過程中僅更換電解液，而不拆裝電池。

表5列出了含有不同濃度Sb3+離子的電解質的電池在運行過程中的內阻及能量效率。圖8顯示了在Nafion 115膜組裝下含有不同濃度Sb3+離子電解質的電池充放電曲線。從圖8中可以清楚地看出，沒有加入添加劑的電池，其充電電壓在1 V左右，加入不同濃度Sb3+離子后，其表現出的充放電性能具有相似的趨勢，即與原始樣品相比，使用含有Sb3+離子的電解質的電池呈現出更好的電化學性能。具體來說，隨著Sb3+離子的加入，電池的充電電壓降低，放電電壓升高，這表明Sb3+離子的添加可以使得電池的電壓損失降低，能量效率得到提升，并且在Sb3+離子濃度為15 mmol·L-1時性能最佳。

表5 在Nafion 115膜組裝下含有不同濃度Sb3+離子電解質的電池的內阻及能量效率Table 5 Internal resistance and energy efficiency of batteries with different concentrations of Sb3+ions electrolyte under Nafion 115 membrane assembly

圖8 在Nafion 115膜組裝下含有不同濃度Sb3+離子電解質的電池充放電曲線Fig.8 The charge-discharge curves of batteries using electrolyte with different concentrations of Sb3+ions under Nafion 115 membrane assembly

為了研究Sb3+離子的添加對于電池功率密度的影響，對使用含有不同濃度Sb3+離子電解液的電池進行了極化曲線的測試。如圖9所示，隨著Sb3+離子濃度的增加，極限電流密度和最大功率密度都先增大后減小，并且當Sb3+離子濃度達到15 mmol·L-1時，這兩者的值最大，分別為16.25 mA·cm-2和4.04 mW·cm-2，高于未加入Sb3+離子時的值（12.75 mA·cm-2和3.08 mW·cm-2）。從這些實驗結果可以看出，由于Sb顆粒對V(Ⅲ)/V(Ⅱ)的氧化還原電對的強大的催化劑效應，DES液流電池的電化學性能得到了的改善。

圖9 在Nafion 115膜組裝下含有不同濃度Sb3+離子電解質的電池的極化曲線(a)和最大功率密度(b)Fig.9 Polarization curves(a)and maximum power densities(b)of batteries with different concentrations of Sb3+ions under Nafion 115 membrane assembly

在同樣的工作條件下，對電池進行了三次連續的充放電循環實驗，結果見圖10。從圖中可以看出，隨著循環次數的增加，其電壓出現了小幅的下降（三次充放電循環后電池的充電電壓下降了0.1 V），這就會直接影響電池的能量效率（見表6），使得該值下降。這一現象表明，Fe-V液流電池的循環穩定性不是很好，因此雖然Sb3+離子能夠提高Fe-V液流電池的充放電性能，但是其循環穩定性的問題還需進行深入的研究。

圖10 使用含有不同濃度Sb3+離子電解質的電池在2 mA·cm-2電流密度下的充放電曲線Fig.10 The charge-discharge curves of batteries usingelectrolyte with different concentrations of Sb3+ions at a current density of 2 mA·cm-2

表6 含有不同濃度Sb3+離子電解質的電池在三次充放電循環中的能量效率Table 6 Energy efficiency of batteries with different concentrations of Sb3+ions electrolyte in three chargedischarge cycles

2.5 物理化學測試

為探索Sb離子改善電解質電化學性能的機理，利用場發射掃描電子顯微鏡，對于使用含有不同濃度Sb3+離子的電解質的電池進行充放電循環后的石墨氈進行表面形貌的表征。

從圖11中可以看出，在1μm下Sb3+離子加入后，在石墨氈的表面發現了一些顆粒，并且隨著Sb3+離子濃度的增加，石墨氈表面的顆粒增多，在Sb3+離子濃度為20 mmol·L-1時，顆粒聚集較為嚴重。從SEM圖中可以發現，雖然含5～15 mmol·L-1Sb3+的電解質充放電結束后在石墨氈表面會有Sb顆粒的沉積，但是石墨氈的表面形貌并無明顯的變化，這是因為Sb顆粒附著在了石墨氈表面上。而含20 mmol·L-1Sb3+的電解質充放電結束后在石墨氈表面形成了Sb顆粒的部分團聚，這是由于Sb3+離子含量增加，表面沉積的Sb顆粒隨之增多，這就會導致石墨氈的部分孔隙堵塞，使得離子的傳導速率減慢，進而導致電池的性能有所下降。

圖11 相同放大倍率下完成充放電循環后石墨氈電極的FESEM圖像Fig.11 The FESEMimages of graphite felt electrode at the same magnifications after cycling

為了分析觀察到的顆粒的具體組成，用EDX進行鑒定，如圖12所示，其橫坐標為能量，縱坐標為元素的相對含量。通過EDX可知，當沒有加入添加劑時，石墨氈表面只有C、O、V、Cl，而加入添加劑后，檢測到的顆粒為Sb（對應于4.0 keV）。此外，隨著Sb3+離子濃度的增加，石墨氈表面的Sb含量也逐漸增多。這就表明，電解液的電化學性能得到改善是歸因于Sb離子的催化作用。

圖12 石墨氈表面顆粒EDX譜圖Fig.12 EDX spectrogramof particleson the surface of graphite felts

3 結 論

在本項工作中對Sb3+離子作用于DES中V(Ⅲ)/V(Ⅱ)氧化還原電對的物理特性及電化學特性進行了研究，分別測量了在室溫下，電解液中加入0～20 mmol·L-1（以5 mmol·L-1為間隔）的SbCl3前后的性能變化。通過黏度和電導率的值可以看出，SbCl3的加入在一定程度上提高了溶液中離子的遷移率。循環伏安曲線顯示，SbCl3的加入使得電解質的氧化還原峰值電流密度增加，在25 mV·s-1的掃描速率下，原始電解質的氧化還原峰值電流密度分別為3.583、-3.691 mA·cm-2，當SbCl3濃度達到15 mmol·L-1時，其值分別為4.589、-4.764 mA·cm-2，這表明Sb3+離子的引入可以加快V(Ⅲ)/V(Ⅱ)的氧化還原反應速率。增加的擴散系數表明Sb3+離子可以促進電解液中質量的傳遞，從而促進釩離子的電化學活性。對電化學阻抗譜進行分析，Sb3+離子加入后溶液的歐姆電阻和電化學反應電阻都有所減小，并且在濃度為15 mmol·L-1時達到最小值，分別為19.41、8.95Ω，表明電荷轉移過程加快。以上的實驗結果表明，在DES電解液中加入SbCl3，既可以提高電解質的物理特性，又可以改善V(Ⅲ)/V(Ⅱ)氧化還原電對的反應動力學，同時也對傳質過程起到積極的作用。

此外，當使用含有Sb3+離子的負極電解液組裝電池時，電池的充電電壓降低，放電電壓升高，使得電池的能量效率從78.39%提升到87.01%。電池的極限電流密度和功率密度也有顯著的改善，分別從原來的12.75 mA·cm-2和3.08 mW·cm-2增加到了16.25 mA·cm-2和4.04 mW·cm-2。場發射掃描電子顯微鏡顯示，當使用具有Sb3+離子的電解質的液流電池工作時，Sb離子會電沉積在石墨氈的表面上，對V(Ⅲ)/V(Ⅱ)氧化還原對的電化學反應有催化作用，從而提高電化學性能。由于增強的動力學和降低的活性表面積之間的平衡，確定了Sb3+離子的最佳濃度為15 mmol·L-1。這些結果表明，將非貴金屬催化劑Sb3+離子作為添加劑應用于DES液流電池具有良好的前景，能以低成本獲得該類電池性能較大的提升。