一种全钒电池改性碳毡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CN112160156A(43)申请公布日2021.01.01(21)申请号202011041624.XD06M101/40(2006.01)(22)申请日2020.09.28(71)申请人浙江倪阮新材料有限公司地址311404浙江省杭州市富阳区洞桥镇贤德村叶家(72)发明人孟祥伟(74)专利代理机构杭州研基专利代理事务所(普通合伙)33389代理人祁文鹏(51)Int.Cl.D06M11/47(2006.01)D06M15/37(2006.01)H01M4/88(2006.01)H01M4/96(2006.01)H01M8/18(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称一种全钒电池改性碳毡电极材料的制备方法(57)摘要本发明公开了一种全钒电池改性碳毡电极材料的制备方法，包括将聚丙烯腈基石墨毡在无水乙醇溶液和去离子水中分别超声，然后放置在马弗炉当中干燥，然后升温至一定温度，在空气条件下热处理，浸泡在三氧化二铋(Bi2O3)溶液中，捞出后放置在烘箱当中，在空气条件下加热干燥，然后再浸泡在多巴胺溶液当中，加入缓冲剂，使多巴胺开始聚合，搅拌反应一段时间后，用去离子水洗涤，放置在管式炉中，在氮气氛围下，烧培炭化，得到改性碳毡电极。该碳毡电极材料具有优异的电化学性能和电导率。CN112160156ACN112160156A权利要求书1/1页1.一种全钒电池改性碳毡电极材料的制备方法，碳毡电极材料为聚丙烯腈基石墨毡，其特征在于，所述碳毡电极材料首先在高温环境下对聚丙烯腈基石墨毡进行预处理，然后通过三氧化二铋以及多巴胺和缓冲剂对预处理后的聚丙烯腈基石墨毡进行改性，烧培，得到改性碳毡电极材料。2.根据权利要求1所述的一种全钒电池改性碳毡电极材料的制备方法，其特征在于，其制备方法包括以下步骤：S1：将聚丙烯腈基石墨毡在无水乙醇溶液和去离子水中分别超声30min，然后放置在马弗炉当中在120℃的空气条件下干燥4h，然后以升温速率为2℃/min，升至500～600℃，在空气条件下热处理6h；S2：将步骤S1得到的浸泡在三氧化二铋(Bi2O3)溶液中10～20h，然后将其捞出后放置在烘箱当中，在90～120℃空气条件下加热干燥4～12h，得到掺杂碳毡；S3：将多巴胺溶解于去离子水中，然后将步骤S2的掺杂碳毡浸泡在多巴胺溶液当中，在真空、室温环境下浸泡4～6h，然后加入60～80μL的缓冲剂，使多巴胺开始聚合，搅拌反应5h后，用去离子水洗涤，然后放置在管式炉中，在氮气氛围下，600～900℃烧培炭化2～6h，得到改性碳毡电极。3.根据权利要求2所述的一种全钒电池改性碳毡电极材料的制备方法，其特征在于，步骤S2所述的Bi2O3为α型Bi2O3，β型Bi2O3，σ型Bi2O3中的任意一种。4.根据权利要求2所述的一种全钒电池改性碳毡电极材料的制备方法，其特征在于，步骤S2所述的三氧化二铋溶液为三氧化二铋盐酸或硫酸溶液中的任意一种。5.根据权利要求2所述的一种全钒电池改性碳毡电极材料的制备方法，其特征在于，步骤S2所述的加热温度为90～110℃。6.根据权利要求2所述的一种全钒电池改性碳毡电极材料的制备方法，其特征在于，步骤S2所述的加热时间为4～8h。7.根据权利要求2所述的一种全钒电池改性碳毡电极材料的制备方法，其特征在于，步骤S3中所述的多巴胺与去离子水的重量比为1:0.5～1.6。8.根据权利要求2所述的一种全钒电池改性碳毡电极材料的制备方法，其特征在于，步骤S3中所述的缓冲剂为三-(羟甲基)-氨基甲烷。9.根据权利要求2所述的一种全钒电池改性碳毡电极材料的制备方法，其特征在于，步骤S3中所述的烧培炭化温度为600～800℃。2CN112160156A说明书1/4页一种全钒电池改性碳毡电极材料的制备方法技术领域[0001]本发明属于全钒液流电池电极领域，具体涉及一种全钒电池改性碳毡电极材料的制备方法。背景技术[0002]聚丙烯腈基石墨毡(碳毡)是当前全钒液流电池中最普遍使用的电极材料。碳毡是一种三维的多孔材料，不会对电解液的流动产生较大的压力，有利于活性物质的传导。但其本身较差的亲水性能和电化学性能制约了未处理碳毡的大规模商业化使用。因此自碳毡作为全钒液流电池的电极材料被广泛运用以来，针对碳毡的改性方法被不断研究，包括热处理法、酸处理法、电化学氧化法、金属离子掺杂改性、非金属元素掺杂改性、碳碳复合改性和高分子聚合物掺杂改性等。[0003]中国专利201610159140.2公开了一种液流电池电极材料的制备方法，特别涉及全钒液流电池用电极材料的制备方法。该方法的实现过程为：将碳素类材料浸入到一定浓度的含氮类原料中，经超声、干燥处理得到一种目标电极的前驱体，