一种制备全钒液流电池用电极材料的方法

摘要

本发明涉及电池制造及能量存储领域，具体为一种制备全钒液流电池用电极材料的方法。首先配制实验所需的复合纺丝液，然后将具有电极催化性的碳纳米管，氧化石墨，过渡金属氧化物或是过渡金属的硝酸盐或卤化盐等与复合纺丝液混合均匀，通过静电纺丝的方法，制备出所需要的原电极材料，后利用真空/气氛炉对电极材料前驱体进行预氧化(温度200-500℃)，在惰性气氛中碳化(温度800-1500℃)，得到所需要的电极材料。对所得到的电极材料进行清洗、烘干后，即可进行电池的充放电测试。采用本发明的方法制备的钒电池电极材料，碳纤维直径在纳米级别，比表面积相比于传统使用过的电极材料大大增加，由于后期的预氧化处理，使得纤维表面的含氧量也很大的提高。

主权项

一种制备全钒液流电池用电极材料的方法，其特征在于，包括以下的步骤和工艺方法：1）质量分数为10%的聚丙烯腈在搅拌条件下加入到N，N‑二甲基甲酰胺中，水浴温度为60℃下搅拌2小时得到复合纺丝液，聚丙烯腈的平均分子量为150000；2）将质量分数为5%的多壁碳纳米管加入到步骤1）中的纺丝液中，质量分数为5%是相对于聚丙烯腈的量，搅拌12小时，得到均匀混合纺丝液；3）将经过步骤2）的混合纺丝液加入到20ml的注射器中，针孔直径为1.0毫米，针孔与集流体的距离为12厘米，之间电压为20kV，集流体为200微米厚的炭纸，注射速度为0.5毫升/小时；4）将步骤3）得到的电极前驱体材料放到气氛炉中，预氧化温度为300℃，升温速度为10℃/分钟，保温时间为2小时，气氛为空气；碳化温度为800℃，升温速度为20℃/分钟，保温时间为5小时，气氛为氮气，氮气流量为60毫升/分钟；5）将步骤4）中得到的碳化后的电极材料用去离子水清洗3~4次，然后置于100℃的真空干燥箱中，保温时间为24小时，烘干之后的电极材料厚度在0.3毫米，最终得到的电极材料是由多壁碳管修饰的纳米碳纤维缠绕而成的块体。