一種全釩液流電池用高活性不對(duì)稱電極及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及電池制造及能源存儲(chǔ)領(lǐng)域，具體為一種全釩液流電池用高活性不對(duì)稱電極及其制備方法。該高活性不對(duì)稱電極以碳納米管/納米碳纖維復(fù)合電極材料作為正極，鉍基催化劑/納米碳纖維復(fù)合電極材料作為負(fù)極，正極和負(fù)極所用的復(fù)合電極材料均由靜電紡絲技術(shù)及后續(xù)碳化工藝制備。先通過靜電紡絲技術(shù)制備出所需要的納米纖維膜，然后在空氣中對(duì)納米纖維膜進(jìn)行預(yù)氧化，在惰性氣氛管式氣氛爐中碳化，得到所需要的復(fù)合電極材料。采用本發(fā)明方法制備的不對(duì)稱電極不僅能同時(shí)提高正極和負(fù)極的反應(yīng)活性，也能減小二者之間的反應(yīng)速率差異。另外，將鉍基催化劑/納米碳纖維復(fù)合電極材料用作負(fù)極，可以有效地抑制析氫副反應(yīng)，從而提高電池的容量保持率。
【專利說明】一種全釩液流電池用高活性不對(duì)稱電極及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電池制造及能源存儲(chǔ)領(lǐng)域，具體為一種全釩液流電池用高活性不對(duì)稱電極及其制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002]全釩液流電池是一種利用釩離子不同價(jià)態(tài)的化學(xué)變化進(jìn)行儲(chǔ)能的新型二次電池，其正負(fù)極活性物質(zhì)均為釩的硫酸溶液，電極反應(yīng)均發(fā)生于液相，極大的降低了電化學(xué)極化，其額定功率及額定功率均能單獨(dú)設(shè)計(jì)，通過更換電解液能達(dá)到瞬時(shí)充電，100%深度放電也不會(huì)對(duì)電池有所損害?；谝陨蟽?yōu)點(diǎn)，其可以廣泛應(yīng)用于風(fēng)能、太陽能等儲(chǔ)能、電網(wǎng)調(diào)峰、不間斷電源等方面。
[0003]目前，全釩液流電池所用的電極結(jié)構(gòu)主要為對(duì)稱電極結(jié)構(gòu)，即將碳素類的石墨氈或炭氈同時(shí)作為正極和負(fù)極。然而，既由于全釩液流電池電極反應(yīng)在炭氈表面的電化學(xué)活性較低，也由于電池在炭氈上的負(fù)極反應(yīng)速率慢于正極的，使得電池性能受到很大制約。所以，需要改變這種以炭氈為正負(fù)極的對(duì)稱電極，在改善電極反應(yīng)活性的同時(shí)減小正負(fù)極反應(yīng)速率差異，從而切實(shí)有效地提高電池能量效率。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種全釩液流電池用高活性不對(duì)稱電極及其制備方法，解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的全釩液流電池電極反應(yīng)在電極材料表面活性低、正負(fù)極反應(yīng)速率不匹配、負(fù)極的析氫副反應(yīng)嚴(yán)重等問題。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案為:
[0006]一種全釩液流電池用高活性不對(duì)稱電極，以碳納米管/納米碳纖維復(fù)合電極材料作為全釩液流電池的正極，鉍基催化劑/納米碳纖維復(fù)合電極材料作為全釩液流電池的負(fù)極。
[0007]所述的全釩液流電池用高活性不對(duì)稱電極的制備方法，包括以下的步驟和工藝方法:
[0008]I)紡絲液的制備:將聚丙烯腈以一定比例加入到二甲基甲酰胺中，水浴條件下攪拌均勻；
[0009]其中，聚丙烯腈的平均分子量為50000?200000，聚丙烯腈與二甲基甲酰胺的質(zhì)量比為5:95到20:80，水浴溫度為40?80°C ；
[0010]2)將鉍鹽或碳納米管按比例加入到I)所述的紡絲液中，通過攪拌或者超聲的方式使其分散均勻；
[0011]其中，所加入的鉍鹽或碳納米管與溶液中的聚丙烯腈的質(zhì)量比為1:100到10:1 ；
[0012]3)將步驟2)得到的復(fù)合紡絲液利用靜電紡絲技術(shù)得到納米纖維膜，納米纖維膜的厚度為0.01?5毫米；
[0013]4)將步驟3)得到的納米纖維膜經(jīng)過氣氛爐進(jìn)行預(yù)氧化及碳化；
[0014]其中，預(yù)氧化溫度為200?3001，時(shí)間為0.5?4小時(shí)；碳化溫度為600?15001，時(shí)間為0.5?10小時(shí)，惰性保護(hù)氣氛為氮?dú)饣蛘邭鍤猓?br> [0015]5)將步驟4)得到的碳納米管/納米碳纖維復(fù)合電極材料裝在全釩液流電池正極，鉍基催化劑/納米碳纖維復(fù)合電極材料裝在其負(fù)極。
[0016]所述的全釩液流電池用高活性不對(duì)稱電極的制備方法，步驟1)中，聚丙烯腈在二甲基甲酰胺中的攪拌時(shí)間0.5?24小時(shí)。
[0017]所述的全釩液流電池用高活性不對(duì)稱電極的制備方法，步驟2)中，鉍鹽或碳納米管在復(fù)合紡絲液中的攪拌時(shí)間為1?24小時(shí)，超聲時(shí)間為0.5?10小時(shí)。
[0018]所述的全釩液流電池用高活性不對(duì)稱電極的制備方法，步驟2)中，鉍鹽為氯化鉍、硝酸鉍或檸檬酸鉍，碳納米管為單壁碳納米管或多壁碳納米管。
[0019]所述的全釩液流電池用高活性不對(duì)稱電極的制備方法，步驟3)中，靜電紡絲工藝參數(shù)為:針頭孔徑為0.3?2.0毫米，注射器容量為5?500毫升，紡絲液流速為0.2?5毫升/小時(shí)，轉(zhuǎn)輥的轉(zhuǎn)速為100?1000轉(zhuǎn)/分鐘，針頭與轉(zhuǎn)輥之間的電壓為10?50千伏，針頭與轉(zhuǎn)輥上納米纖維膜收集板之間的距離為10?50厘米，紡絲溫度為20?501，紡絲濕度為20?70%冊。
[0020]所述的全釩液流電池用高活性不對(duì)稱電極的制備方法，轉(zhuǎn)輥上納米纖維膜的收集板為炭紙、石墨紙、炭布、招猜、錫猜、氧化招猜中的一種，炭紙、石墨紙的厚度為30?300微米，炭布的厚度100?1000微米，鋁箔、錫箔、氧化鋁箔的厚度為10?100微米。
[0021]所述的全釩液流電池用高活性不對(duì)稱電極的制備方法，步驟4)中，預(yù)氧化處理的升溫速度為2?25。。/分鐘，碳化處理的升溫速度為2?25。。/分鐘，惰性保護(hù)中的氣體流量為20?100暈升丨分鐘。
[0022]所述的全釩液流電池用高活性不對(duì)稱電極的制備方法，最終的全釩液流電池用電極是由碳納米管/納米碳纖維復(fù)合電極材料作正極，鉍基催化劑/納米碳纖維復(fù)合電極材料作負(fù)極的高活性不對(duì)稱電極。
[0023]本發(fā)明的設(shè)計(jì)思想是:
[0024]本發(fā)明首先配制實(shí)驗(yàn)所需的紡絲液，再將鉍鹽或碳納米管與紡絲液混合均勻，通過靜電紡絲的方法，制備出所需要的納米纖維膜。然后在空氣中對(duì)納米纖維膜進(jìn)行預(yù)氧化(溫度200?3001 )，在惰性氣氛管式氣氛爐中碳化(溫度600?15001 )，分別正負(fù)極所用的復(fù)合電極材料。最后，將碳納米管/納米碳纖維復(fù)合電極材料裝在全釩液流電池正極，鉍基催化劑/納米碳纖維復(fù)合電極材料裝在其負(fù)極，即構(gòu)成高活性不對(duì)稱電極。由于碳納米管/納米碳纖維復(fù)合電極材料對(duì)全釩液流電池正極反應(yīng)具有優(yōu)異的電化學(xué)活性，而鉍基催化劑/納米碳纖維復(fù)合電極材料對(duì)負(fù)極反應(yīng)具有優(yōu)異的電化學(xué)活性。故而，采用本發(fā)明方法制備的不對(duì)稱電極不僅能同時(shí)提高正極和負(fù)極的反應(yīng)活性，也能減小二者之間的反應(yīng)速率差異，從而極大的提高電池的能量效率。另外，將鉍基催化劑/納米碳纖維復(fù)合電極材料用作負(fù)極，可以有效地抑制析氫副反應(yīng)，從而提高電池的容量保持率。
[0025]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和有益效果如下:
[0026]1.本發(fā)明提出的高活性不對(duì)稱電極既能同時(shí)提高正極和負(fù)極的反應(yīng)活性，也能減小二者之間的反應(yīng)速率差異，從而極大的提高電池的能量效率。
[0027]2.本發(fā)明提出的高活性不對(duì)稱電極，可以有效地抑制析氫副反應(yīng)，從而提高電池的容量保持率。
[0028]3.本發(fā)明所用到的靜電紡絲設(shè)備簡單，實(shí)驗(yàn)條件易于滿足，且方法價(jià)格低廉、易于操作。
[0029]4.本發(fā)明的全釩液流電池電極反應(yīng)在電極材料表面活性高，電極材料性能穩(wěn)定。

【具體實(shí)施方式】
[0030]在本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】中，全釩液流電池用高活性不對(duì)稱電極的制備方法，包括以下的步驟和工藝方法:
[0031]I)紡絲液的制備:將聚丙烯腈以一定的比例加入到二甲基甲酰胺中，水浴條件下攪拌均勻；
[0032]其中，聚丙烯腈的平均分子量為50000?200000，聚丙烯腈與二甲基甲酰胺的質(zhì)量比為5:95到20:80(優(yōu)選為10:90到15:85)，水浴溫度為40?80°C，聚丙烯腈在二甲基甲酰胺中的攪拌時(shí)間為0.5?24小時(shí)(優(yōu)選為3?6小時(shí))。
[0033]2)將鉍鹽或碳納米管按比例加入到步驟I)所述的紡絲液中，通過攪拌或者超聲的方式使其分散均勻。鉍鹽或碳納米管在紡絲液中的攪拌時(shí)間為I?24小時(shí)(優(yōu)選為6?18小時(shí))，超聲時(shí)間為0.5?10小時(shí)(優(yōu)選為2?6小時(shí))。
[0034]其中，鉍鹽為氯化鉍、硝酸鉍或檸檬酸鉍，碳納米管為單壁碳納米管或多壁碳納米管；所加入的鉍鹽或碳納米管與溶液中的聚丙烯腈的質(zhì)量比為1:100到10:1(優(yōu)選為1:100 到 1:1);
[0035]3)將步驟2)得到的復(fù)合紡絲液利用靜電紡絲技術(shù)得到納米纖維膜，納米纖維膜的厚度為0.01?5毫米(優(yōu)選為0.5?5毫米)；
[0036]其中，靜電紡絲工藝參數(shù)為:針頭孔徑為0.3?2.0毫米，注射器容量為5?500毫升，紡絲液流速為0.2?5毫升/小時(shí)，轉(zhuǎn)輥的轉(zhuǎn)速為100?1000轉(zhuǎn)/分鐘，針頭與轉(zhuǎn)輥之間的電壓為10?50千伏，針頭與轉(zhuǎn)輥上納米纖維膜收集板之間的距離為10?50厘米，紡絲溫度為20?50°C，紡絲濕度為20?70% RH (Relative Humidity)。轉(zhuǎn)輥上納米纖維膜的收集板為炭紙、石墨紙、炭布、鋁箔、錫箔、氧化鋁箔中的一種，炭紙、石墨紙的厚度為30?300微米，炭布的厚度100?1000微米，鋁箔、錫箔、氧化鋁箔的厚度為10?100微米。
[0037]4)將步驟3)得到的納米纖維膜經(jīng)過氣氛爐進(jìn)行預(yù)氧化及碳化；
[0038]其中，預(yù)氧化溫度為200?300°C，升溫速度為2?25°C /分鐘，時(shí)間為0.5?4小時(shí)；碳化溫度為600?1500°C，升溫速度為2?250C /分鐘，時(shí)間為0.5?10小時(shí)，惰性保護(hù)氣氛為氮?dú)饣蛘逫S氣，氣體流量為20?100毫升/分鐘；
[0039]5)將步驟4)得到的碳納米管/納米碳纖維復(fù)合電極材料裝在全釩液流電池正極，鉍基催化劑/納米碳纖維復(fù)合電極材料裝在其負(fù)極；
[0040]最終的全釩液流電池用電極是由碳納米管/納米碳纖維復(fù)合電極材料作正極，鉍基催化劑/納米碳纖維復(fù)合電極材料作負(fù)極的高活性不對(duì)稱電極。
[0041]本發(fā)明所用實(shí)驗(yàn)材料(如:聚丙烯腈、鉍鹽或碳納米管等)均為市售，無需后續(xù)純化處理，氣體均為高純氣體(純度> 99.999% ) ο
[0042]下面通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0043]實(shí)施例1
[0044]1)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的聚丙烯腈在攪拌條件下加入到二甲基甲酰胺中，水浴溫度為601下攪拌2小時(shí)得到紡絲液，聚丙烯腈的平均分子量為150000。
[0045]2)取兩份紡絲液各100克，將氯化鉍加入到一份紡絲液中，將多壁碳納米管加入到另一份紡絲液中。所加入氯化鉍與其溶液中聚丙烯腈的質(zhì)量比為1:50，所加入多壁碳納米管與其溶液中聚丙烯腈的質(zhì)量比為1:100。攪拌12小時(shí)后，再超聲6小時(shí)，得到兩種均勻的復(fù)合紡絲液。
[0046]3)將經(jīng)過步驟2)得到的兩種復(fù)合紡絲液分別加入到20“的注射器中，各自進(jìn)行靜電紡絲得到納米纖維膜，本實(shí)施例納米纖維膜的厚度為0.5毫米。紡絲參數(shù)為:針頭孔徑為0.3毫米，針頭與轉(zhuǎn)輥上納米纖維膜收集板的距離為12厘米，它們之間的紡絲電壓為25”，收集板為200微米后厚的炭紙，轉(zhuǎn)輥的轉(zhuǎn)速為200轉(zhuǎn)/分鐘，紡絲液流速為0.5毫升/小時(shí)，紡絲溫度為401，濕度為50%冊。
[0047]4)將經(jīng)過步驟3)得到的兩種納米纖維膜放到管式氣氛爐中預(yù)氧化和碳化，預(yù)氧化溫度為2501，升溫速度為201 /分鐘，保溫時(shí)間為2小時(shí)，氣氛為空氣；碳化溫度為90000，升溫速度為101 /分鐘，保溫時(shí)間為2小時(shí)，惰性保護(hù)氣氛為氮?dú)?，氣體流量為60毫升/分鐘。
[0048]5)將經(jīng)過步驟4)得到的多壁碳納米管/納米碳纖維復(fù)合電極材料裝在全釩液流電池正極，鉍基催化劑/納米碳纖維復(fù)合電極材料裝在負(fù)極，進(jìn)行充放電性能測試。
[0049]本實(shí)施例中，由于利用靜電紡絲技術(shù)制備出的全釩液流電池用高活性不對(duì)稱電極既能同時(shí)提高正負(fù)極反應(yīng)的電化學(xué)活性，也能減小二者之間的反應(yīng)速率差異，從而極大地提高電池的能量效率。在電流密度為100-八?。。?的恒流充放電測試條件下，使用該不對(duì)稱電極的電池的能量效率由未使用的78.9%提高到82.5 %，容量保持率也由原來的51%提高到59% (經(jīng)過100個(gè)充放電循環(huán))。
[0050]實(shí)施例2
[0051]1)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為11%的聚丙烯腈在攪拌條件下加入到二甲基甲酰胺中，水浴溫度為801下攪拌2小時(shí)得到紡絲液，聚丙烯腈的平均分子量為120000。
[0052]2)取兩份紡絲液各100克，將硝酸鉍加入到一份紡絲液中，將多壁碳納米管加入到另一份紡絲液中。所加入硝酸鉍與其溶液中聚丙烯腈的質(zhì)量比為1:25，所加入多壁碳納米管與其溶液中聚丙烯腈的質(zhì)量比為1:75。攪拌18小時(shí)后，再超聲8小時(shí)，得到兩種均勻的復(fù)合紡絲液。
[0053]3)將經(jīng)過步驟2)得到的兩種復(fù)合紡絲液分別加入到20“的注射器中，各自進(jìn)行靜電紡絲得到納米纖維膜，本實(shí)施例納米纖維膜的厚度為1.5毫米。紡絲參數(shù)為:針頭孔徑為0.9毫米，針頭與轉(zhuǎn)輥上納米纖維膜收集板的距離為15厘米，它們之間的紡絲電壓為30”，收集板為200微米后厚的炭紙，轉(zhuǎn)輥的轉(zhuǎn)速為500轉(zhuǎn)/分鐘，紡絲液流速為1.0毫升/小時(shí)，紡絲溫度為501，濕度為50%冊。
[0054]4)將經(jīng)過步驟3)得到的納米纖維膜放到管式氣氛爐中預(yù)氧化和碳化，預(yù)氧化溫度為3001，升溫速度為201 /分鐘，保溫時(shí)間為3小時(shí)，氣氛為空氣；碳化溫度為10001，升溫速度為101 /分鐘，保溫時(shí)間為3小時(shí)，惰性保護(hù)氣氛為氮?dú)?，氣體流量為80毫升/分鐘。
[0055]5)將經(jīng)過步驟4)得到的多壁碳納米管/納米碳纖維復(fù)合電極材料裝在全釩液流電池正極，鉍基催化劑/納米碳纖維復(fù)合電極材料裝在負(fù)極，進(jìn)行充放電性能測試。
[0056]本實(shí)施例中，本實(shí)施例中，由于利用靜電紡絲技術(shù)制備出的全釩液流電池用高活性不對(duì)稱電極既能同時(shí)提高正負(fù)極反應(yīng)的電化學(xué)活性，也能減小二者之間的反應(yīng)速率差異，從而極大地提高電池的能量效率。在電流密度為lOOmA/cm2的恒流充放電測試條件下，使用該不對(duì)稱電極的電池的能量效率由未使用的78.9 %提高到83.6%，容量保持率也由原來的51%提高到64% (經(jīng)過100個(gè)充放電循環(huán))。
[0057]實(shí)施例3
[0058]I)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為12%的聚丙烯腈在攪拌條件下加入到二甲基甲酰胺中，水浴溫度為80°C下攪拌4小時(shí)得到紡絲液，聚丙烯腈的平均分子量為150000。
[0059]2)取兩份紡絲液各100克，將檸檬酸鉍加入到一份紡絲液中，將單壁碳納米管加入到另一份紡絲液中。所加入檸檬酸鉍與其溶液中聚丙烯腈的質(zhì)量比為1:15，所加入單壁碳納米管與其溶液中聚丙烯腈的質(zhì)量比為1:50。攪拌24小時(shí)后，再超聲8小時(shí)，得到兩種均勻的復(fù)合紡絲液。
[0060]3)將經(jīng)過步驟2)得到的兩種復(fù)合紡絲液分別加入到20ml的注射器中，各自進(jìn)行靜電紡絲得到納米纖維膜，本實(shí)施例納米纖維膜的厚度為3毫米。紡絲參數(shù)為:針頭孔徑為0.9毫米，針頭與轉(zhuǎn)輥上納米纖維膜收集板的距離為16厘米，它們之間的紡絲電壓為30kV，收集板為200微米后厚的炭布，轉(zhuǎn)輥的轉(zhuǎn)速為800轉(zhuǎn)/分鐘，紡絲液流速為1.2毫升/小時(shí)，紡絲溫度為40°C，濕度為50% RH。
[0061]4)將經(jīng)過步驟3)得到的納米纖維膜放到管式氣氛爐中預(yù)氧化和碳化，預(yù)氧化溫度為270°C，升溫速度為20°C /分鐘，保溫時(shí)間為4小時(shí)，氣氛為空氣；碳化溫度為1100°C，升溫速度為10°C /分鐘，保溫時(shí)間為4小時(shí)，惰性保護(hù)氣氛為氮?dú)?，氣體流量為80毫升/分鐘。
[0062]5)將經(jīng)過步驟4)得到的單壁碳納米管/納米碳纖維復(fù)合電極材料裝在全釩液流電池正極，鉍基催化劑/納米碳纖維復(fù)合電極材料裝在負(fù)極，進(jìn)行充放電性能測試。
[0063]本實(shí)施例中，由于利用靜電紡絲技術(shù)制備出的全釩液流電池用高活性不對(duì)稱電極既能同時(shí)提高正負(fù)極反應(yīng)的電化學(xué)活性，也能減小二者之間的反應(yīng)速率差異，從而極大地提高電池的能量效率。在電流密度為lOOmA/cm2的恒流充放電測試條件下，使用該不對(duì)稱電極的電池的能量效率由未使用的78.9%提高到84.1 %，容量保持率也由原來的51 %提高到71% (經(jīng)過100個(gè)充放電循環(huán))。
[0064]實(shí)施例結(jié)果表明，本發(fā)明正極和負(fù)極所用的復(fù)合電極材料均由靜電紡絲技術(shù)及后續(xù)碳化工藝制備，采用本發(fā)明方法制備的不對(duì)稱電極不僅能同時(shí)提高正極和負(fù)極的反應(yīng)活性，也能減小二者之間的反應(yīng)速率差異，從而極大的提高電池的能量效率。另外，將鉍基催化劑/納米碳纖維復(fù)合電極材料用作負(fù)極，可以有效地抑制析氫副反應(yīng)，從而提高電池的容量保持率。
【權(quán)利要求】
1.一種全釩液流電池用高活性不對(duì)稱電極，其特征在于:以碳納米管/納米碳纖維復(fù)合電極材料作為全釩液流電池的正極，鉍基催化劑/納米碳纖維復(fù)合電極材料作為全釩液流電池的負(fù)極。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全釩液流電池用高活性不對(duì)稱電極的制備方法，其特征在于，包括以下的步驟和工藝方法: 1)紡絲液的制備:將聚丙烯腈以一定比例加入到二甲基甲酰胺中，水浴條件下攪拌均勻； 其中，聚丙烯腈的平均分子量為50000?200000，聚丙烯腈與二甲基甲酰胺的質(zhì)量比為5:95到20:80，水浴溫度為40?80°C ； 2)將鉍鹽或碳納米管按比例加入到1)所述的紡絲液中，通過攪拌或者超聲的方式使其分散均勻； 其中，所加入的鉍鹽或碳納米管與溶液中的聚丙烯腈的質(zhì)量比為1:100到10:1 ; 3)將步驟2)得到的復(fù)合紡絲液利用靜電紡絲技術(shù)得到納米纖維膜，納米纖維膜的厚度為0.01?5毫米； 4)將步驟3)得到的納米纖維膜經(jīng)過氣氛爐進(jìn)行預(yù)氧化及碳化； 其中，預(yù)氧化溫度為200?300°C，時(shí)間為0.5?4小時(shí)；碳化溫度為600?1500°C，時(shí)間為0.5?10小時(shí)，惰性保護(hù)氣氛為氮?dú)饣蛘邭鍤猓? 5)將步驟4)得到的碳納米管/納米碳纖維復(fù)合電極材料裝在全釩液流電池正極，鉍基催化劑/納米碳纖維復(fù)合電極材料裝在其負(fù)極。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的全釩液流電池用高活性不對(duì)稱電極的制備方法，其特征在于，步驟1)中，聚丙烯腈在二甲基甲酰胺中的攪拌時(shí)間0.5?24小時(shí)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的全釩液流電池用高活性不對(duì)稱電極的制備方法，其特征在于，步驟2)中，鉍鹽或碳納米管在復(fù)合紡絲液中的攪拌時(shí)間為1?24小時(shí)，超聲時(shí)間為0.5?10小時(shí)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的全釩液流電池用高活性不對(duì)稱電極的制備方法，其特征在于，步驟2)中，鉍鹽為氯化鉍、硝酸鉍或檸檬酸鉍，碳納米管為單壁碳納米管或多壁碳納米管。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的全釩液流電池用高活性不對(duì)稱電極的制備方法，其特征在于，步驟3)中，靜電紡絲工藝參數(shù)為:針頭孔徑為0.3?2.0毫米，注射器容量為5?500毫升，紡絲液流速為0.2?5毫升/小時(shí)，轉(zhuǎn)輥的轉(zhuǎn)速為100?1000轉(zhuǎn)/分鐘，針頭與轉(zhuǎn)輥之間的電壓為10?50千伏，針頭與轉(zhuǎn)輥上納米纖維膜收集板之間的距離為10?50厘米，紡絲溫度為20?50°C，紡絲濕度為20?70% RH。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的全釩液流電池用高活性不對(duì)稱電極的制備方法，其特征在于，轉(zhuǎn)輥上納米纖維膜的收集板為炭紙、石墨紙、炭布、鋁箔、錫箔、氧化鋁箔中的一種，炭紙、石墨紙的厚度為30?300微米，炭布的厚度100?1000微米，鋁箔、錫箔、氧化鋁箔的厚度為10?100微米。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的全釩液流電池用高活性不對(duì)稱電極的制備方法，其特征在于，步驟4)中，預(yù)氧化處理的升溫速度為2?25°C /分鐘，碳化處理的升溫速度為2?25°C /分鐘，惰性保護(hù)中的氣體流量為20?100毫升/分鐘。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的全釩液流電池用高活性不對(duì)稱電極的制備方法，其特征在于，最終的全釩液流電池用電極是由碳納米管/納米碳纖維復(fù)合電極材料作正極，鉍基催化劑/納米碳纖維復(fù)合電極材料作負(fù)極的高活性不對(duì)稱電極。
【文檔編號(hào)】H01M4/88GK104319409SQ201410543082
【公開日】2015年1月28日 申請(qǐng)日期:2014年10月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月15日
【發(fā)明者】劉建國, 魏冠杰, 嚴(yán)川偉 申請(qǐng)人:中國科學(xué)院金屬研究所