全釩液流電池石墨氈電極改性研究.pdf

1、電極材料是全釩液流電池亟待突破的關(guān)鍵材料之一。石墨氈材料因真實表面積大,穩(wěn)定性好而占據(jù)主導(dǎo)地位。但石墨氈材料親水性差,電化學(xué)活性不夠好,用作釩電池電極前需改性處理。本論文對國產(chǎn)石墨氈電極分別進行鉻酸液相氧化法,混酸電化學(xué)氧化法和水熱氨化法處理,以改善其用作釩液流電池的活性,主要結(jié)論如下:
　　 經(jīng)鉻酸液相氧化,石墨氈電極的親水性和電化學(xué)活性明顯增強,最佳處理時間為5 h。用鉻酸處理后的石墨氈裝成的電池,在10到70mA/cm2內(nèi)

2、表現(xiàn)出較好的充放電性能,在10 mA/cm2時,電池電壓效率90.9％,能量效率達到了79.4％。FT-IR和SEM測試表明,處理后碳纖維上含氧官能團增加且表面溝壑增多,前者增加了碳纖維表面參與VO2+/VO2+電極反應(yīng)的活性點數(shù),后者增大了釩離子和電極的接觸面積。
　　 硫酸/磷酸電化學(xué)陽極氧化處理后,石墨氈電極的親水性和電化學(xué)活性同樣明顯增強,最佳處理條件為:電流密度50 mA/cm2,處理時間4min。將處理后石墨氈裝成的

3、電池,在10到50 mA/cm2內(nèi)表現(xiàn)出較好的充放電性能,在20 mA/cm2時,電池電壓效率88.2％,能量效率達到了79.6％。FT-IR和SEM測試表明,碳纖維表面含氧官能團的增多,表面粗糙度增加。XRD結(jié)果表明,碳纖維的微晶尺寸和晶面間距減小,說明電化學(xué)氧化刻蝕了外層的石墨微晶,這是碳纖維表面粗糙度增大的原因。
　　 首次提出在180℃下水熱氨化處理石墨氈電極,處理后石墨氈電極的親水性和電化學(xué)活性明顯增強,最佳處理時間為