氮修饰石墨毡电极的制备方法及其应用.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115954486A(43)申请公布日2023.04.11(21)申请号202310075673.2(22)申请日2023.01.16(71)申请人北京阳光鸿志电气工程技术有限公司地址102628北京市大兴区经济开发区科苑路18号A4C2二层(72)发明人孟津红黄若云秦绍利李光雷(74)专利代理机构北京可专乐知识产权代理事务所(普通合伙)11787专利代理师王文红(51)Int.Cl.H01M4/88(2006.01)H01M4/96(2006.01)H01M8/18(2006.01)权利要求书1页说明书9页附图2页(54)发明名称氮修饰石墨毡电极的制备方法及其应用(57)摘要本发明提供一种氮修饰石墨毡电极的制备方法，包括：步骤一，采用水羟基技术对石墨毡进行处理，将经过处理的石墨毡烘干；步骤二，将烘干后的石墨毡置于电阻炉中，进行氮修饰活化，所述电阻炉连接有通入空气的管路，所述管路连接有起泡器，所述起泡器内装有含氮水溶液，将所述电阻炉升温至320℃～380℃；用压缩空气通过起泡器将所述含氮水溶液以气态的形式带入所述电阻炉进行氮修饰活化；步骤三，经氮修饰活化后的石墨毡，浸泡去离子水中，同时使用超声波清洗机进行清洗，处理完毕，烘干，得到氮修饰的石墨毡电极。采用本发明制备方法制备的电极材料，由于在碳纤维表面引入了氮元素表面修饰，增加活性位点，提高了电极的电化学活性。CN115954486ACN115954486A权利要求书1/1页1.一种氮修饰石墨毡电极的制备方法，其特征在于，包括操作：(1)步骤一，采用水羟基设备对石墨毡进行处理，将经过处理的石墨毡烘干；(2)步骤二，将烘干后的石墨毡置于电阻炉中，进行氮修饰活化；(3)步骤三，经过氮修饰活化后的石墨毡，浸泡在去离子水中，同时使用超声波清洗机进行清洗，处理完毕，烘干，得到氮修饰的石墨毡电极。2.根据权利要求1所述的氮修饰石墨毡电极的制备方法，其特征在于，所述步骤一中使用的水羟基设备对石墨毡进行处理，处理的时间为0.5～1小时，温度为10℃～40℃。3.根据权利要求1所述的氮修饰石墨毡电极的制备方法，其特征在于，所述步骤二中使用的电阻炉连接有通入空气的管路，所述管路连接有起泡器，所述起泡器内装有含氮水溶液，所述含氮水溶液的溶质为氨水、三乙醇胺、二乙醇胺、单乙醇胺、三乙胺、乙二胺、N,N‑二甲基甲酰胺、N,N‑二乙基乙酰胺、乙二胺、二甲胺中的一种或多种；将所述电阻炉升温至温度320℃～380℃，用压缩空气通过起泡器将所述含氮水溶液以气态的形式带入所述电阻炉进行氮修饰活化，活化的时间为10h～20h；活化完毕，自然降至室温。4.根据权利要求3所述的氮修饰石墨毡电极的制备方法，其特征在于，步骤二中，所述含氮水溶液中，溶质的摩尔浓度为0.05mol/L～0.1mol/L。5.根据权利要求1所述的氮修饰石墨毡电极的制备方法，其特征在于，所述石墨毡螺旋卷成桶型，层与层间隙5cm～10cm，置于电阻炉内中间位置；通入电阻炉的气体方向垂直于石墨毡卷的轴心。6.根据权利要求1所述的氮修饰石墨毡电极的制备方法，其特征在于，用于固定石墨毡的工装包括上支架和下支架，上下支架中心以轴连接；上下支架上均有通过支架中心的4～8根肋，所述肋上每间隔5cm～10cm设置有夹子。7.根据权利要求6所述的氮修饰石墨毡电极的制备方法，其特征在于，所述工装的轴连接有旋转电机，控制石墨毡卷的旋转速度为1r/min～10r/min。8.根据权利要求1所述的氮修饰石墨毡电极的制备方法，其特征在于，所述电阻炉的升温速度为5℃/min～10℃/min；电阻炉温度达到预定温度后开始通空气或含氮气态物质，空气或含氮气态物质的通气流量为20L/min～70L/min。9.根据权利要求1所述的氮修饰石墨毡电极的制备方法，其特征在于，步骤三使用去离子水，超声波清洗机的清洗时间为0.5～2小时。10.权利要求1～9任一项所述的氮修饰石墨毡电极的制备方法在制备全钒液流电池电极材料中的应用。2CN115954486A说明书1/9页氮修饰石墨毡电极的制备方法及其应用技术领域[0001]本发明属于储能技术领域，具体涉及一种液流电池的电极材料制备方法。背景技术[0002]液流电池作为一种新型的电化学储能系统，具有高效、安全和环保等优点，作为可再生能源规模化发电储能、电网调峰等应用，一直是近年来电池研究的热点。全钒液流电池是目前技术上最为成熟的液流电池，是迄今为止唯一在风能发电调幅、调频和平滑输出并网应用的液流电池，目前已经进入大规模商业示范运行和市场开拓阶段。[0003]电极是影响液流电池性能的关键材料之一。碳素类电极由于稳定性高、导电性好、价格低廉等特点，成为液流电池中研究最广泛的电极材料。常用