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制备高电化学活性、高动力学可逆性、高润湿性和高稳定性的碳电极无疑是提高全钒液流电池工作效率的关键因素之一。目前,许多研究通过碳电极材料的改性取得了良好的实验进展,实验结果也不断应用于商业生产。
我们相信,在国家政策的持续支持下,全钒液流电池电极将继续取得进一步的发展和突破,全钒液流电池碳电极将在确保电池高效运行的前提下,电池系统成本的大幅降低将有助于所有钒流电池在电化学储能领域的进一步开发和商业应用。
钒电池石墨毡的生产方法:
连续烧结炉与连续活化炉串联,实现了预氧毡向石墨毡的转变,提高了生产效率和产品质量。
前2/3的烧结炉从常温到℃的逐渐升温,后1/3的烧结炉逐渐降温,前72%的活化炉实现了从常温到℃的升温,后28%的烧结炉实现了逐渐降温。
在烧结炉的生产过程中,二茂铁催化剂可以在惰性气体的保护下,与毛毡中挥发出的短链烃、无定形碳等碳源反应,在碳毡表面形成碳纳米管,从而得到改性石墨毡。
然后,将蒸汽或其他气体引入连续活化炉,活化改性石墨毡,即得到高性能石墨毡制品。生产过程中最高烧结温度范围提高到-℃,最高活化温度调整到-℃。
碳纳米管改性石墨毡的电压效率在90.2%~90.46%之间波动,优于未改性石墨毡(85.75%~86.78%)。
之后,对该方法进行了进一步的改进:在之前的预氧毡进入连续烧结炉进行烧结(低温碳化区和高温石墨化区)和连续活化炉进行活化处理的基础上,在石墨毡活化处理前均匀撒上催化剂硝酸铋粉末,这不仅实现了氧化毡表面纳米孔结构的构建,而且增加了比表面积,同时硝酸铋分解产物的沉积可以进一步修饰碳毡表面。