一种全钒液流电池用电极材料的制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113809338A(43)申请公布日2021.12.17(21)申请号202111102818.0(22)申请日2021.09.22(71)申请人广州市上万科技有限公司地址510005广东省广州市越秀区东风中路448号22J室(72)发明人范顺华(51)Int.Cl.H01M4/88(2006.01)H01M4/90(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图1页(54)发明名称一种全钒液流电池用电极材料的制备方法(57)摘要本发明公开了一种全钒液流电池用电极材料的制备方法，其制备方法包括将石墨烯和多巴胺按照质量比加入到去离子水当中，利用磁力搅拌器进行搅拌，然后将剪裁好的石墨毡放到烘箱中热处理3h，然后将其浸泡到上述中溶液，浸泡，然后在该溶液中加入缓冲剂调节溶液的pH值使多巴胺开始自聚合，搅拌反应6～10h后，将其石墨毡取出，自然晾干，然后放置到管式炉当中在惰性气体条件下炭化，得到该石墨毡电极材料。本发明制备的全钒液流电池用电极材料在电极反应过程中，电负性的N元素更容易将带点正电荷的钒离子吸引到电极表面参与反应，极大提高了电极材料的传输离子的传导电子能力，进而提升电池的能量转化效率。CN113809338ACN113809338A权利要求书1/1页1.一种全钒液流电池用电极材料的制备方法，其特征在于，其制备方法包括：S1：将石墨烯和多巴胺按照质量比为1:1.5～2.6加入到去离子水当中，利用磁力搅拌器进行搅拌45min；S2：将石墨毡剪裁成5cmx5cm的石墨毡，然后将剪裁好的石墨毡放到烘箱中在150～240℃下热处理3h，然后将其浸泡到步骤S1中溶液，浸泡6～12h，然后在该溶液中加入缓冲剂调节溶液的pH值使多巴胺开始自聚合，搅拌反应6～10h后，将其石墨毡取出，自然晾干，然后放置到管式炉当中在700～1000℃的惰性气体条件下炭化3～5h，得到该石墨毡电极材料。2.根据权利要求1所述的一种全钒液流电池用电极材料的制备方法，其特征在于，步骤S1所述石墨烯和多巴胺按照质量比为1:1.5～2.3。3.根据权利要求1所述的一种全钒液流电池用电极材料的制备方法，其特征在于，所述缓冲剂为柠檬酸、碳酸、巴比妥酸或三羟甲基氨基甲烷中任意一个。4.根据权利要求1所述的一种全钒液流电池用电极材料的制备方法，其特征在于，步骤S2所述调节pH值为8.5～9.8。5.根据权利要求1所述的一种全钒液流电池用电极材料的制备方法，其特征在于，步骤S2所述炭化温度为700～850℃。6.根据权利要求1所述的一种全钒液流电池用电极材料的制备方法，其特征在于，所述惰性气体为氮气、氦气或氩气中的任意一种。2CN113809338A说明书1/3页一种全钒液流电池用电极材料的制备方法技术领域[0001]本发明属于电池电极材料的制备，具体涉及一种全钒液流电池用电极材料的制备方法。背景技术[0002]电极是钒电池中氧化还原反应发生的主要场所，虽然不直接参与电池反应，但会对钒离子氧化还原反应起催化作用，决定了电池的能量转化效率及功率密度。在金属电极之后，碳材料也因其导电性好、耐腐蚀性高、电化学稳定性好等优点而被广泛用作钒电池电极材料。不同于价格昂贵的金属类电极，碳基电极成本更为低廉。[0003]目前用做钒电池电极的碳材料主要有石墨、碳布、碳纸、碳毡以及石墨毡等。其中，应用最为广泛的碳基材料是聚丙烯腈(PAN)基的碳毡和石墨毡。因为石墨毡石墨化程度较高，因而电导率高、耐腐蚀性好且电化学稳定性高。此外，石墨毡本身为各向异性的三维多孔结构，电极孔隙率大，有助于电解液在电极内部的流动，可以促进活性物质传递。但是，虽然石墨毡是一种具有较高电导率以及腐蚀性好的全钒电池电极材料，但其存在较低的电化学活性以及疏水性等缺陷。发明内容[0004]本发明的目的是提供一种全钒液流电池用电极材料的制备方法，其制备方法包括以下步骤：[0005]S1：将石墨烯和多巴胺按照质量比为1:1.5～2.6加入到去离子水当中，利用磁力搅拌器进行搅拌45min。[0006]S2：将石墨毡剪裁成5cmx5cm的石墨毡，然后将剪裁好的石墨毡放到烘箱中在150～240℃下热处理3h，然后将其浸泡到步骤S1中溶液，浸泡6～12h，然后在该溶液中加入缓冲剂调节溶液的pH值使多巴胺开始自聚合，搅拌反应6～10h后，将其石墨毡取出，自然晾干，然后放置到管式炉当中在700～1000℃的惰性气体条件下炭化3～5h，得到该石墨毡电极材料。[0007]作为优选方案，上述步骤S1所述石墨烯和多巴胺按照质量比为1:1.5～2.3。[0008]作为优选方案，上述步骤S2所述缓冲剂为柠檬酸、碳酸、巴比妥酸或三羟甲基氨基甲烷中任意一种。[0009]作为优选方案，上