Name: 用醋酸钠添加剂延长可溶性铅流电池的使用寿命 (视频) | JoVE Journal
Uploaded: 2019-01-07T14:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 35 s
Description: 了解如何通过添加醋酸钠来延长可溶性铅流电池的循环寿命。本方法使用甲磺酸电解液和烧杯电池设计，为能源存储研究提供了一种经济有效的电池性能优化方案。

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本研究工作受到中国台湾科技事务主管部门的资助，资助编号为 NSC 102-2221-E-002-146-、MOST 103-2221-E-002-233- 和 MOST 104-2628-E-002-016-MY3。

1. 含乙酸钠添加剂的SLFB烧杯电池的构建
注意：本节描述了构建含添加剂的流动电解池（SLFB）烧杯电池以进行长循环实验的步骤。该方案包括含添加剂与不含添加剂的电解液制备、电极预处理、电池组装以及效率计算。
<ol>
	<li>甲基磺酸铅的制备（以1升1摩尔浓度为例）
	<ol>
		<li>在通风橱中，将274.6 g甲基磺酸（MSA，70%）加入装有搅拌子的烧杯中，用300 mL去离子水（DI水）溶解MSA。</li>
		<li>称取223.2 g氧化铅(II)（98%），分批加入上述烧杯中，直至所制备的氧化铅完全溶解。</li>
		<li>使用布氏漏斗和70 mm纤维素滤纸过滤，以分离未溶解的氧化铅。</li>
		<li>重复此步骤3次。加入去离子水，定容至1 L。</li>
	</ol>
	</li>
	<li>无添加剂电解液的制备（300 mL）
	<ol>
		<li>将20.595 g MSA（70%）加入烧杯中，再向同一烧杯中加入150 mL已配制的1 M甲磺酸铅溶液。</li>
		<li>加入去离子水至总体积为 300 mL，并搅拌电解液至均匀混合，得到含有 0.5 M 甲基磺酸铅和 0.5 M MSA 的溶液。</li>
	</ol>
	</li>
	<li>准备 含乙酸钠的电解质溶液（300 mL） 
	<ol>
		<li>将20.595 g MSA（70%）加入烧杯中，再向同一烧杯中加入150 mL已配制的1 M甲基磺酸铅溶液。</li>
		<li>将1.23 g乙酸钠（98%）加入烧杯中作为添加剂。</li>
		<li>加入去离子水至总体积为 300 mL，并搅拌电解液直至均匀混合，得到含 0.5 M 甲基磺酸铅、0.5 M 甲基磺酸和 50 mM 乙酸钠的溶液。</li>
	</ol>
	</li>
	<li>正极与负极的预处理
	<ol>
		<li>用砂纸（氧化铝，P100）反复打磨正极（商用碳复合材料）和负极（镍）电极，直至表面无可见杂质，然后用去离子水冲洗电极。</li>
		<li>将20.83 g盐酸（35%）加入200 mL去离子水中，搅拌至盐酸完全溶解。</li>
		<li>将整个正极浸入配制好的1 M盐酸溶液中过夜，以去除电极表面的杂质。</li>
		<li>用去离子水彻底冲洗正极，并用精密擦拭纸擦干电极。使用聚四氟乙烯（PTFE）胶带将每个电极的一侧贴住，同时暴露电极的另一侧。</li>
		<li>另取3.03 g硝酸钾（99%）溶于300 mL去离子水中，配制成0.1 M硝酸钾溶液。</li>
		<li>将阳极和阴极浸入0.1 M硝酸钾溶液中，使暴露的表面分别朝向对应的电极。</li>
		<li>施加 1.80 V 的电位 与 将 Ag/AgCl 接至正极，持续 5 分钟。随后施加 -1.0 V 的电位 与 Ag/AgCl 连接到正极，持续 2 分钟。</li>
	</ol>
	</li>
	<li>组装 的 SLFB烧杯细胞
	<ol>
		<li>将预处理后的正极和负极固定于自制的电极定位板上，以保持电极间距恒定。将定位板连同电极一起放入烧杯中，示意图如下所示 图1 向烧杯中加入电解质，直至达到指定的浸没水平。</li>
		<li>将磁力搅拌器放入烧杯中，把烧杯置于加热板上，并调节搅拌器的转速。将电池测试仪连接至电极，并用塑料薄膜覆盖烧杯电池装置，以防止蒸发。</li>
	</ol>
	</li>
	<li>计算电池效率
	<ol>
		<li>恒电流充放电后，按以下方法计算电池的效率： 
		库仑效率： <img alt="库仑效率公式 CE = Q放电 / Q充电；用于电池性能分析。" src="/files/ftp_upload/58484/58484eq1.jpg" data-altupdatedat="1788250015000" data-alt="公式 1"> 
		电压效率： <img alt="容积效率方程，VE=V放电/V充电，公式图示。" src="/files/ftp_upload/58484/58484eq2.jpg" data-altupdatedat="1788250015000" data-alt="公式 2"> 
		能源效率： <img alt="电池性能分析中的能量效率公式 EE=Edischarge/Echarge 示意图。" src="/files/ftp_upload/58484/58484eq3.jpg" data-altupdatedat="1788250015000" data-alt="公式 3"> 
		此处， Q 表示充放电过程中等效电子的库仑数， V 施加/输出电压，以及 E 储存/消耗的总能量</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
2. 投掷指数测量
注意：本节描述了在SLFB电池的正极上测量电沉积物抛出指数（TI）的步骤。通过交换正负极的作用可获得另一组TI结果。本研究采用自制的哈林-布鲁姆（Haring-Blum）电池，如图2所示示意图进行TI的测定。
<ol>
	<li>测量
	<ol>
		<li>分别称量并记录两个正极在实验前的质量。</li>
		<li>将负极置于Haring-Blum电池的中心位置，一个正极置于距负极距离比为1的位置。将第二个正极置于距负极另一距离比的位置（以6为例）。 图2).</li>
		<li>将两个阳极和一个阴极浸入，确保它们的浸入表面积相同（2 cm2 在Haring-Blum池中，使用目标电解质进行（此处）实验。</li>
		<li>施加受控的电流密度（20 mA·cm⁻²）-2 使用电池测试仪检测电极处的电流。以恒定电流充电一段时间（此处为30分钟）。</li>
		<li>铺板后，用去离子水冲洗两个正极，并在室温下干燥过夜。</li>
		<li>再次分别称重并记录两个正极，然后根据下方列出的公式计算金属分布比（MDR）。</li>
		<li>通过将第二个正极置于不同的线性距离比（LR）下重复上述实验，以获得TI图（此处从6变化到1）。</li>
	</ol>
	</li>
	<li>计算
	<ol>
		<li>以阳极为研究电极为例，通过测得的MDR确定TI图中的每个数据点 与 LR 的计算方法如下： 
		<img alt="电沉积比率公式示意图，MDR = 近端重量 / 远端重量，用于显示材料沉积情况。" src="/files/ftp_upload/58484/58484eq7.jpg" data-altupdatedat="1788250015000" data-alt="方程 7"> 
		<img alt="说明电场概念为阴极与阳极距离之比的方程式。" src="/files/ftp_upload/58484/58484eq8.jpg" data-altupdatedat="1788250015000" data-alt="方程 8"></li>
	</ol>
	</li>
</ol>
3. 扫描电镜样品制备
<ol>
	<li>电镀后，用去离子水冲洗石墨电极，并在室温下干燥。</li>
	<li>小心使用金刚石锯将石墨电极切割成所需样品尺寸。将样品冷镶嵌后，依次使用14、8和3 μm的碳化硅砂纸进行机械抛光。</li>
	<li>再用1 μm金刚石悬浮液和0.05 μm Al2O3对样品进一步抛光。对冷镶嵌样品镀铂，并用铜带固定，以确保扫描电镜观察时的导电性。</li>
</ol>

<ol><li>Soloveichik, G. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Flow+batteries%3A+current+status+%26+trends%5BTitle%5D)+AND+%22Chemical+Reviews%22%5BJournal%5D)">Flow batteries: current status & trends.</a> Chemical Reviews. 115 (20), 11533-11558 (2015).</li>
<li>Ravikumar, M. K., Rathod, S., Jaiswal, N., Patil, S., Shukla, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+renaissance+in+redox+flow+batteries%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Solid+State+Electrochemistry%22%5BJournal%5D)">The renaissance in redox flow batteries.</a> Journal of Solid State Electrochemistry. 21 (9), 2467-2488 (2017).</li>
<li>Hazza, A., Pletcher, D., Wills, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+novel+flow+battery%3A+A+lead+acid+battery+based+on+an+electrolyte+with+soluble+lead+%28II%29+Part+I.+Preliminary+studies%5BTitle%5D)+AND+%22Physical+Chemistry+Chemical+Physics%22%5BJournal%5D)">A novel flow battery: A lead acid battery based on an electrolyte with soluble lead (II) Part I. Preliminary studies.</a> Physical Chemistry Chemical Physics. 6 (8), 1773-1778 (2004).</li>
<li>Pletcher, D., Wills, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+novel+flow+battery%3A+A+lead+acid+battery+based+on+an+electrolyte+with+soluble+lead+%28II%29+Part+II.+Flow+cell+studies%5BTitle%5D)+AND+%22Physical+Chemistry+Chemical+Physics%22%5BJournal%5D)">A novel flow battery: A lead acid battery based on an electrolyte with soluble lead (II) Part II. Flow cell studies.</a> Physical Chemistry Chemical Physics. 6 (8), 1779-1785 (2004).</li>
<li>Pletcher, D., Wills, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+novel+flow+battery-a+lead+acid+battery+based+on+an+electrolyte+with+soluble+lead+%28II%29.+III.+The+influence+of+conditions+on+battery+performance%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Power+Sources%22%5BJournal%5D)">A novel flow battery-a lead acid battery based on an electrolyte with soluble lead (II). III. The influence of conditions on battery performance.</a> Journal of Power Sources. 149, 96-102 (2005).</li>
<li>Hazza, A., Pletcher, D., Wills, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+novel+flow+battery-a+lead+acid+battery+based+on+an+electrolyte+with+soluble+lead+%28II%29.+IV.+The+influence+of+additives%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Power+Sources%22%5BJournal%5D)">A novel flow battery-a lead acid battery based on an electrolyte with soluble lead (II). IV. The influence of additives.</a> Journal of Power Sources. 149, 103-111 (2005).</li>
<li>Pletcher, D., Zhou, H., Kear, G., Low, C. T. J., Walsh, F. C., Wills, R. G. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+novel+flow+battery-A+lead-acid+battery+based+on+an+electrolyte+with+soluble+lead+%28II%29.+V.+Studies+of+the+lead+negative+electrode%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Power+Sources%22%5BJournal%5D)">A novel flow battery-A lead-acid battery based on an electrolyte with soluble lead (II). V. Studies of the lead negative electrode.</a> Journal of Power Sources. 180 (1), 621-629 (2008).</li>
<li>Pletcher, D., Zhou, H., Kear, G., Low, C. T. J., Walsh, F. C., Wills, R. G. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+novel+flow+battery-A+lead-acid+battery+based+on+an+electrolyte+with+soluble+lead+%28II%29.+Part+VI.+Studies+of+the+lead+dioxide+positive+electrode%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Power+Sources%22%5BJournal%5D)">A novel flow battery-A lead-acid battery based on an electrolyte with soluble lead (II). Part VI. Studies of the lead dioxide positive electrode.</a> Journal of Power Sources. 180 (1), 630-634 (2008).</li>
<li>Li, X., Pletcher, D., Walsh, F. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+novel+flow+battery%3A+a+lead+acid+battery+based+on+an+electrolyte+with+soluble+lead+%28II%29.+Part+VII.+Further+studies+of+the+lead+dioxide+positive+electrode%5BTitle%5D)+AND+%22Electrochimica+Acta%22%5BJournal%5D)">A novel flow battery: a lead acid battery based on an electrolyte with soluble lead (II). Part VII. Further studies of the lead dioxide positive electrode.</a> Electrochimica Acta. 54 (20), 4688-4695 (2009).</li>
<li>Krishna, M., Fraser, E. J., Wills, R. G. A., Walsh, F. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Developments+in+soluble+lead+flow+batteries+and+remaining+challenges%3A+An+illustrated+review%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Energy+Storage%22%5BJournal%5D)">Developments in soluble lead flow batteries and remaining challenges: An illustrated review.</a> Journal of Energy Storage. 15, 69-90 (2018).</li>
<li>Lin, Y. -T., Tan, H. -L., Lee, C. -Y., Chen, H. -Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Stabilizing+the+electrodeposit-electrolyte+interphase+in+soluble+lead+flow+batteries+with+ethanoate+additive%5BTitle%5D)+AND+%22Electrochimica+Acta%22%5BJournal%5D)">Stabilizing the electrodeposit-electrolyte interphase in soluble lead flow batteries with ethanoate additive.</a> Electrochimica Acta. 263, 60-67 (2018).</li>
<li>Oury, A., Kirchev, A., Bultel, Y., Chainet, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((PbO2%2FPb2%2B+cycling+in+methanesulfonic+acid+and+mechanisms+associated+for+soluble+lead-acid+flow+battery+applications%5BTitle%5D)+AND+%22Electrochimica+Acta%22%5BJournal%5D)">PbO2/Pb2+ cycling in methanesulfonic acid and mechanisms associated for soluble lead-acid flow battery applications.</a> Electrochimica Acta. 71, 140-149 (2012).</li>
<li>Oury, A., Kirchev, A., Bultel, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Potential+response+of+lead+dioxide%2FLead+%28II%29+galvanostatic+cycling+in+methanesulfonic+acid%3A+a+morphologico-kinetics+interpretation%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+The+Electrochemical+Society%22%5BJournal%5D)">Potential response of lead dioxide/Lead (II) galvanostatic cycling in methanesulfonic acid: a morphologico-kinetics interpretation.</a> Journal of The Electrochemical Society. 160 (1), A148-A154 (2013).</li>
</ol>

我们没有需要披露的内容。

本文介绍了一种经济有效的方法，通过使用乙酸钠（NaOAc）作为电解液添加剂，以延长SLFBs的循环寿命。在进行长期循环实验之前，需按照步骤1所述对一批新的石墨电极和镍板进行预处理。由于商用碳电极之间可能存在不一致性，从而导致SLFBs性能出现偏差，因此步骤1.4中的物理/化学预处理至关重要，可有效去除表面残留物。步骤1.4的第二部分是采用电化学方法去除可能在0至1.8 V电位范围内引发氧化还原反应的杂质。 与 Ag/AgCl。如所示在 图3在15 mA cm的电流密度下，当向基于MSA的电解质中添加50 mM的NaOAc添加剂时，SLFBs的循环寿命延长了约50%-2 充电/放电持续时间为40分钟。
由于本研究的重点是电解质添加剂的作用，我们采用了烧杯电池而非流动电池，以尽量减少由流动条件带来的不确定性。烧杯电池通过磁力搅拌，转速约为200 rpm，以在不引起剧烈扰动的前提下维持电解质一定程度的浓度均匀性。实验中未控制烧杯电池的温度，因此其温度接近室温（25 ± 5 °C）。尽管温度...

太阳能和风能等可再生能源已发展数十年，但其间歇性带来了巨大挑战。对于未来整合了可再生能源的电网而言，电网稳定和负荷均衡至关重要，而通过集成储能系统可实现这一目标。氧化还原液流电池（RFBs）是适用于电网规模储能的有前景的技术之一。传统的RFB包含分隔阳极液和阴极液的离子选择性膜；例如，全钒液流电池已被证明具有高效率和长循环寿命1,2。然而，由于其组成材料成本高昂以及离子选择性膜效率低下，RFB在储能市场中的份额仍然非常有限。另一方面，Pletcher et al.1,2,3,4,5提出了一种单流可溶性铅液流电池（SLFB）。SLFB无需膜，因其仅含一种活性物质，即Pb(II)离子。在充电过程中，Pb(II)离子在正极电沉积为PbO2，在负极同时电沉积为Pb；放电时则重新转化为Pb(II)。因此，SLFB仅需一个循环泵和一个电解液储罐，相比传统RFB有望显著降低初始投资和运行成本。然而，目前报道的SLFB在常规流动条件下的循环寿命仍限制在200次循环以内6,7,8,9,10。
导致SLFB循环寿命较短的因素初步被认为与正极上PbO2的沉积/溶解过程有关。在充放电过程中，电解液酸度在深度或反复循环后会升高11，质子被认为会诱导生成非化学计量比的PbOx钝化层12,13。PbO2的脱落是与SLFB性能衰减相关的另一现象。脱落的PbO2颗粒不可逆，无法再被利用。由于电化学反应失衡以及两极电沉积物的积累，SLFB的库仑效率（CE）随之下降。为了延长SLFB的循环寿命，稳定pH波动和电沉积物结构至关重要。最近一项研究表明，在甲基磺酸电解液中添加乙酸钠（NaOAc）可显著提升SLFB的性能并延长其循环寿命11。
本文详细描述了在固态锂金属电池（SLFB）的甲磺酸电解质中使用乙酸钠（NaOAc）作为添加剂的实验方案。结果显示，与未添加NaOAc的SLFB相比，电池性能得到提升，且使用寿命可延长50%以上。此外，本文还介绍了抛掷指数（TI）的测量步骤，用于定量比较添加剂对电沉积过程的影响。最后，描述了一种针对SLFB电极上电沉积物的扫描电子显微镜（SEM）样品制备方法，并通过所获得的图像展示了添加剂对电沉积形貌的影响。

<table><tbody><tr><td>70 毫米纤维素滤纸</td><td>Advance</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Autolab</td><td>Metrohm</td><td>PGSTA302N</td><td></td></tr><tr><td>BT-Lab</td><td>BioLogic</td><td>BCS-810</td><td></td></tr><tr><td>商用碳复合电极</td><td>Homy Tech,中国台湾</td><td></td><td>密度 1.75 g cm&lt;sup&gt;-3&lt;/sup&gt;，电导率 330 S cm&lt;sup&gt;-1&lt;/sup&gt;</td></tr><tr><td>金刚石切割锯</td><td>Buehler</td><td></td><td></td></tr><tr><td>盐酸</td><td>SHOWA</td><td>0812-0150-000-69SW</td><td>35%</td></tr><tr><td>氧化铅(II)</td><td>SHOWA</td><td>1209-0250-000-23SW</td><td>98%</td></tr><tr><td>Lutropur MSA</td><td>BASF</td><td>50707525</td><td>70%</td></tr><tr><td>镍板</td><td>Lien Hung Alloy Trading Co., LTD., 中国台湾,&amp;nbsp;</td><td></td><td>99%</td></tr><tr><td>硝酸钾</td><td>Scharlab</td><td>28703-95</td><td>99%</td></tr><tr><td>扫描电子显微镜</td><td>JEOL</td><td>JSM-7800F</td><td>加速电压为 15 kV</td></tr><tr><td>乙酸钠</td><td>SHOWA</td><td>1922-5250-000-23SW</td><td>98%</td></tr><tr><td>水净化系统</td><td>Barnstead MicroPure</td><td></td><td>&amp;nbsp;18.2 M&amp;Omega;&amp;nbsp;&amp;bull; cm</td></tr></tbody></table>

通过添加乙酸钠延长可溶性铅液流电池的寿命

Extending the Lifespan of Soluble Lead Flow Batteries with a Sodium Acetate Additive

本报告中，我们介绍了一种构建具有延长循环寿命的可溶性铅液流电池（SLFB）的方法。通过向电解液中添加足量的乙酸钠（NaOAc），可使SLFB的循环寿命延长超过50% 通过 长期恒电流充放电实验。PbO 的质量更高2 通过投掷指数（TI）测量，对添加了NaOAc的电解质在正极的电沉积过程进行了定量验证。扫描电子显微镜（SEM）获取的图像也显示出更完整的PbO结构。2 当使用添加了NaOAc的电解质时，SLFB的表面形貌。这项工作表明，电解质改性可能是经济可行地实现SLFB用于大规模能量存储的有效途径。

为了延长SLFBs的循环寿命，将NaOAc作为电解液添加剂加入。同时考察了添加与不添加NaOAc添加剂的SLFBs的循环性能，结果如图3所示。为了更方便地定量比较循环寿命，我们将SLFB的“失效”定义为在持续恒电流充放电条件下其库仑效率（CE）低于80%。在电解液（含0.5 M甲磺酸铅和0.5 M甲磺酸）中添加50 mM NaOAc，并在15 mA cm-2电流密度下进行40分钟充放电的条件下，图3a和3b显示SLFB的循环寿命大约延长了50%。我们统计的循环次数代表了电池在完全放电深度下的使用寿命。当充放电深度增加时，NaOAc添加剂对SLFB性能的积极影响更加显著，且在SLFB工作电位范围内未观察到额外的氧化还原反应11。
由于...

本文介绍了一种构建可溶性铅液流电池的方案，该电池通过在甲基磺酸电解质中添加乙酸钠作为添加剂，从而延长了使用寿命。

在本报告中，我们介绍一种构建具有延长循环寿命的可溶性铅液流电池（SLFB）的方法。通过提供充足的……

本方法通过使用乙酸钠作为电解质添加剂，延长了可溶性铅液流电池的循环寿命，这是一种经济且有效的策略。此外，本方法中采用的烧杯电池设计便于研究电解质添加剂对单一流液氧化还原液流电池的影响。实验操作将由本实验室的两位研究生赖永宏（Yong-Hong Lai）、陈浩玮（Ho-Wei Chan）以及本科生潘凯瑞（Kai-Rui Pan）进行演示。首先，在通风橱中，将 274.6 克 70% 的甲磺酸倒入烧杯中，并用磁力搅拌子开始搅拌。加入 300 毫升去离子水，继续搅拌 1 至 2 分钟，使溶液充分混合。然后，以每次少量（约药匙尖）的方式，分批向搅拌中的溶液中加入 223.2 克 98% 的氧化铅(II)。每次加入的组分需完全溶解后，再加入下一部分。将所得的甲磺酸铅溶液过滤三次，用去离子水稀释至一升，并搅拌两到三小时，得到一摩尔的溶液。接下来，在烧杯中加入20.595克70%的甲磺酸（MSA）、150毫升1摩尔的甲磺酸铅溶液和1.23克乙酸钠。用去离子水将混合物稀释至300毫升，并搅拌1至2分钟，制备以乙酸钠为添加剂的电解液溶液。然后，使用P100目氧化铝砂纸对裸露的石墨电极进行抛光，直至看不到任何杂质为止。用去离子水冲洗抛光后的电极。然后，将20.83克35%的盐酸加入200毫升去离子水中，充分搅拌，得到1摩尔的盐酸溶液。将石墨电极浸泡在该溶液中至少8小时。用去离子水彻底冲洗石墨电极，并用低绒实验室擦拭纸将其擦干。用粒度为P100的氧化铝砂纸抛光镍电极，然后用去离子水冲洗，并以相同方式擦干。接着，将聚四氟乙烯胶带缠绕在每个电极的一侧，留出一部分暴露区域用于连接电池测试仪。将3.03克硝酸钾溶解于300毫升去离子水中。将两个电极的暴露侧面浸入该0.1摩尔的硝酸钾溶液中。同时，将一个参比银-氯化银电极置于溶液中。然后，将电极连接至电化学工作站。石墨工作电极作为正极，镍对电极作为负极。在正极施加相对于银-氯化银参比电极1.80伏的电位，持续5分钟。然后，相对于银-氯化银电极，在正极施加负一伏的电位，持续两分钟，以完成预处理。随后冲洗并干燥电极。接着，将预处理后的电极连接至定制的电极定位板。将定位板放置在装有搅拌子的烧杯上，向烧杯中加入电解质溶液至适当液位。将烧杯组件置于搅拌加热板上，并将电池测试仪连接至电极。在进行电池测试前，用塑料薄膜覆盖烧杯电池装置以防止溶液蒸发。测试期间以约 200 rpm 的速度搅拌混合物。开始投掷指数测量程序时，称量两个正极并记录其质量。将一个负极置于 Haring-Blum 电池装置的中心位置。将一个正极置于组装件中靠近负极的位置，另一个正极则放置在距离第一个正极与负极之间距离数倍远的位置。将电极浸入目标电解质中，并将其连接至电池测试仪。以 20 毫安/平方厘米的恒定电流密度对电池组件充电 30 分钟以启动测试。完成所需的充放电循环后，用去离子水冲洗正极，并将其在环境空气中干燥过夜。随后称量正极，计算每个电极上沉积的金属量。以不同的线性距离比例重复此过程，并绘制投掷指数图。为准备用于扫描电镜（SEM）的电镀石墨电极，首先用去离子水冲洗电极，并在室温下自然干燥。然后，使用金刚石锯将电极小心地切割成所需尺寸的样品。将电极样品冷镶后固定在抛光机上，依次使用14、八和三毫米的碳化硅砂纸进行机械抛光。每次抛光后，用去离子水冲洗样品，并用氮气吹干。随后，使用一毫米的金刚石悬浮液对样品进行抛光，再用去离子水中的0.05毫米氧化铝悬浮液进行抛光。随后，将一层铂沉积在抛光后的样品上，并使用铜导电胶带将其固定在样品台上。采集电镀材料的扫描电镜（SEM）图像。向固态液流电池（SLFB）电极中添加乙酸钠可使充放电循环寿命延长约50%。乙酸钠还改善了正极的覆盖能力，这在覆盖能力指数图中较平缓的斜率得到了体现。乙酸钠对负极的电沉积行为没有显著影响。在含有和不含乙酸钠的电解液中，对二氧化铅正极进行电沉积所得的扫描电镜（SEM）图像显示，添加乙酸钠后得到的二氧化铅表面更光滑，缺陷更少。杂质对固态液流电池（SLFB）的性能有害。确保氧化铅完全溶解于甲磺酸（MSA）中，并在使用电解液前过滤掉所有残余固体。电镀电极样品制备完成后，可采用其他材料表征技术，如电子背散射衍射（EBSD）、纳米压痕或X射线衍射，以深入了解添加剂对电沉积过程的影响。请务必在通风橱中配制电解液，因为此过程中释放的气体可能具有危害性。

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