釩液流電池復(fù)合電極材料的研究.pdf

1、釩氧化還原液流電池（簡(jiǎn)稱：釩電池）是一種新型電化學(xué)儲(chǔ)能裝置，具有價(jià)格低，反應(yīng)迅速，使用壽命長(zhǎng)，操作和維護(hù)簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，逐漸成為研究的熱點(diǎn)。影響釩電池性能的主要因素有電極、離子交換膜的性能。性能優(yōu)良的電極材料和優(yōu)化的復(fù)合電極構(gòu)成是獲得長(zhǎng)壽命釩電池的重要因素。
　　 本試驗(yàn)采用石墨和酚醛為原材料，經(jīng)熱固成型炭化高溫及改性處理制備了一種具有玻璃碳和石墨結(jié)構(gòu)的三維網(wǎng)狀多孔復(fù)合電極材料，研究了制備過程中各因素對(duì)電極材料性能的影響。
　

2、　 采用石墨酚醛樹脂復(fù)合板隔氧高溫炭化處理的方法，制取石墨/玻碳復(fù)合電極。試驗(yàn)考察了炭化溫度、升溫速率、保持時(shí)間、配比等因素對(duì)復(fù)合電極材料的孔隙率及電阻率的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明：高溫炭化可改變酚醛樹脂的性質(zhì)，轉(zhuǎn)變?yōu)閺?qiáng)度高、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的玻璃碳材料，增加電極孔隙率及比表面積并降低電阻率。同時(shí)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：酚醛樹脂含量為40％時(shí)制得樣品的性能最優(yōu)（綜合考慮電阻率和機(jī)械強(qiáng)度）；升溫速率10K/min是較佳的，加熱至1273K條件下電阻率最低，孔隙

3、率較大；增加保持時(shí)間可進(jìn)一步降低電阻率；原料中添加NaCO3及改變固化工藝，可將孔隙率提高一倍以上，5％的添加量是比較合適的；電鏡掃描觀察發(fā)現(xiàn)，電極既有微觀孔洞也有宏觀孔洞。
　　 對(duì)制得的復(fù)合電極進(jìn)行電化學(xué)法測(cè)試，結(jié)果表明其電化學(xué)活性和可逆性較碳塑電極材料好。復(fù)合電極材料分別經(jīng)馬弗爐中400℃下加熱30h和煮沸濃硫酸中改性氧化處理，經(jīng)過熱處理和酸處理后，電極表面的活性基團(tuán)增多，能進(jìn)一步提高復(fù)合電極的電化學(xué)性能。