CN101841046A - 全钒离子氧化还原液流电池用炭材料电极处理方法 - Google Patents

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张建国
万红桥
薛太白
唐建妮
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Abstract

本发明公开了一种全钒离子氧化还原液流电池用炭材料电极处理方法，其主要是在炭材料电极的外表面上设置与导流框相匹配的分布均匀的一些断面结构，其断面深度根据电池实际情况调节。本发明增加了电极的比表面积，使得电解液反应充分；断面结构在炭材料电极的外表面上分布均匀，使得电解液均匀流动，提高了单体电池性能的均匀性。

Description

全钒离子氧化还原液流电池用炭材料电极处理方法
技术领域
本发明涉及一种电极材料的加工，具体涉及一种全钒离子氧化还原液流电池用炭材料电极处理方法。
背景技术
目前，大规模储能的化学电源主要以铅酸电池为主，转换效率一般在55％左右。但是，铅酸电池重量大、比能量低、不能深度充放电、使用寿命短以及污染环境等技术缺点决定其很难真正实现大规模的储能。钒氧化还原液流电池是一种绿色环保电池，在大型储能装置上的应用已经得到认可。
钒氧化还原液流电池的电极材料主要有金属电极、复合导电材料电极和炭材料类电极。金属类电极不仅价格昂贵，电化学活性也不好，不能实际用于钒氧化还原液流电池；复合导电材料主要是高分子材料，导电性能不好。现在，钒氧化还原液流电池主要使用的是碳材料电极，且使用的炭材料电极一般选用国外产品，其价格昂贵，增加了产品成本；而国产炭材料电极价格相对便宜，并且炭材料电极的外表面是光滑的，使得电解液反应不充分，并且电极活性与厚度均匀性等性能参差不齐，影响了单体电池的性能，尤其影响了单体电池性能的均匀性。
发明内容
为解决上述现有技术中的缺陷，本发明提供一种全钒离子氧化还原液流电池用炭材料电极处理方法，以提高单体电池性能的均匀性和电能转换效率。
其技术解决方案是：
一种全钒离子氧化还原液流电池用碳材料电极处理方法，该方法为在炭材料电极的外表面设置断面。
上述断面均匀分布在炭材料电极的外表面。
上述炭材料电极外表面上开设的断面与全钒离子氧化还原液流电池中的导流框相适配，断面深度可根据电池的具体性能要求进行设置。
上述断面的设置方法为将炭材料电极平放在台面上，用雕刻机进行加工。
上述炭材料电极在用雕刻机进行加工之前，还需经过高温氧化或预酸处理。
上述炭材料电极优选为石墨毡或碳毡。
本发明的有益技术效果是：
本发明在炭材料电极的外表面上设置与导流框相适配的断面结构，增加了电极的比表面积，使得电解液反应充分；断面结构在炭材料电极的外表面上分布均匀，使得电解液均匀流动，提高了单体电池性能的均匀性；断面深度可根据电池的具体性能要求进行设置。本发明使电池结构总能量利用率达到70％～80％，电流转化率达到90％以上，电压转化率达到80％以上，大幅度提高了电池的整体性能，使电池结构运行更加稳定安全，延长电池使用寿命，降低电池成本。
具体实施方式
下面将通过具体实施例进一步详细说明本发明。
实施例1
选取石墨毡作为全钒离子氧化还原液流电池用碳材料电极，将其放入盐酸溶液中浸泡24小时，然后将经过盐酸浸泡处理后的石墨毡按照全钒离子氧化还原液流电池中导流框的尺寸要求切割成合适的大小，使切割后的石墨毡与导流框相适配，再将其放在纯水中浸泡2小时。将在纯水中浸泡清理过的石墨毡平放在加工设备的台面上，调整好位置，根据电池的具体要求，调节雕刻机的雕刻深度以及设备轨道的间距，然后将雕刻机放在设备轨道上，按照要求进行均匀的断面开设操作。
实施例2
选取石墨毡作为全钒离子氧化还原液流电池用炭材料电极，先将其放入800℃的高温中氧化2小时，然后切割成与全钒离子氧化还原液流电池中导流框相适配的大小。将切割后的石墨毡平放在加工设备的台面上，调整好位置，根据电池的具体要求以及导流框的具体构造，调节雕刻机的雕刻深度以及设备轨道的间距，然后将雕刻机放在设备轨道上，按照要求进行均匀的断面开设操作。
实施例3
选取碳毡作为全钒离子氧化还原液流电池用炭材料电极，直接将其按照导流框的尺寸要求切割成合适的大小，然后放在加工设备的台面上，根据电池的具体要求以及导流框的具体构造，调节雕刻机的雕刻深度以及设备轨道的间距，然后将雕刻机放在设备轨道上，按照要求进行均匀的断面开设操作。
以上对本发明的具体描述旨在说明具体实施方案的实现方式，不能理解为是对本发明的限制。本领域普通技术人员在本发明的教导下，可以在详述的实施方案的基础上做出各种变体，这些变体均应包含在本发明的构思之内。本发明所要求保护的范围仅由所述的权利要求书进行限制。

Claims (6)

1.一种全钒离子氧化还原液流电池用碳材料电极处理方法，其特征在于：在炭材料电极的外表面设置断面。
2.根据权利要求1所述的一种全钒离子氧化还原液流电池用炭材料电极处理方法，其特征在于：所述断面均匀分布在炭材料电极的外表面。
3.根据权利1或2所述的一种全钒离子氧化还原液流电池用炭材料电极处理方法，其特征在于：所开设的断面与全钒离子氧化还原液流电池中的导流框相适配。
4.根据权利要求1所述的一种全钒离子氧化还原液流电池用碳材料电极处理方法，其特征在于：所述断面的设置方法为将炭材料电极平放在台面上，用雕刻机进行加工。
5.根据权利要求4所述的一种全钒离子氧化还原液流电池用碳材料电极处理方法，其特征在于：所述炭材料电极在用雕刻机进行加工之前，还需经过高温氧化或预酸处理。
6.根据权利要求1所述的一种全钒离子氧化还原液流电池用炭材料电极处理方法，其特征在于：所述炭材料电极为石墨毡或碳毡。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN102136579A (zh) * 2011-01-30 2011-07-27 国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司 一种全钒液流电池电极用石墨毡的改性方法

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CN102136579A (zh) * 2011-01-30 2011-07-27 国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司 一种全钒液流电池电极用石墨毡的改性方法
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