本發(fā)明屬于蓄電池技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及鋅溴液流電池，特別涉及鋅溴液流電池的電極。

背景技術(shù)：

鋅溴液流是一種新型液流儲(chǔ)能電池，其具有能量密度高、高電池電壓、低成本、材料來(lái)源廣泛、環(huán)境友好等諸多優(yōu)點(diǎn)，被認(rèn)為是最具應(yīng)用前景的大規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)之一?？梢詮V泛的應(yīng)用于電網(wǎng)調(diào)峰、可再生能源發(fā)電系統(tǒng)、不間斷電源、應(yīng)急電源系統(tǒng)和電動(dòng)車系統(tǒng)。但鋅溴液流電池也存在著工作電流密度低、溴透過(guò)隔膜與鋅直接反應(yīng)造成自放電及鋅枝晶等問(wèn)題。

為了提高功率密度，對(duì)電極材料的研究的十分有必要的。而在鋅溴液流電池中Zn/Zn²⁺反應(yīng)速度要比Br^-/Br₂快得多，因此如何提高Br^-/Br₂的反應(yīng)活性至關(guān)重要。溴電極的電極材料主要是碳?xì)?、碳布、活性炭、活性碳纖維等碳材料。在這其中碳?xì)忠蚱渚哂衼?lái)源廣泛、價(jià)格低廉、孔隙率大等諸多優(yōu)點(diǎn)被廣泛使用。另一方面，溴的滲透會(huì)導(dǎo)致電池的庫(kù)倫效率下降下影響電池的性能。

通過(guò)對(duì)碳?xì)蛛姌O的修飾來(lái)提高電極對(duì)溴單質(zhì)的固定作用是一種重要方法，本發(fā)明通過(guò)簡(jiǎn)單浸漬的方法將具有高比表面積、富含含氧官能團(tuán)的氧化石墨烯用于鋅溴液流電池碳?xì)蛛姌O的修飾，提高正極對(duì)Br₂的固定作用，降低溴單質(zhì)的滲透，提高電池的庫(kù)倫效率，進(jìn)而提高電池性能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種用于鋅溴液流電池碳?xì)蛛姌O的改性處理方法，以提高碳?xì)蛛姌O的固溴能力。

本發(fā)明的思路是：采用浸漬法將具有高比表面積、高導(dǎo)電性、良好電化學(xué)活性的石墨烯負(fù)載于碳?xì)蛛姌O上，經(jīng)石墨烯修飾后碳?xì)蛛姌O對(duì)Br^-/Br₂電對(duì)的氧化還原反應(yīng)活性大大提升。

為實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明采用的具體方案如下，一種氧化石墨烯修飾鋅溴液流電池碳?xì)蛛姌O

1)浸漬液的配制：將1mg—10mg氧化石墨烯中加入10mL N-甲基吡咯烷酮含有0.1ml-0.5ml質(zhì)量分?jǐn)?shù)5％Nafion、PVDF、PTFE溶液中。

2)將步驟1)中溶液在-5到5攝氏度的條件下，超聲、分散均勻；

3)將碳?xì)滞耆萦诜稚⒕鶆蛉芤褐校?/p>

4)取出步驟3)中碳?xì)?，于真空干燥箱中烘干，取出備用?/p>

溶液超聲分散15min-60min后，將空白碳?xì)衷诜稚⒁褐械慕輹r(shí)間為6-12h，晾干，真空干燥12h-24h，碳?xì)值恼婵崭稍餃囟葹?00-200℃。

本發(fā)明的有益效果是：將具有高比表面積、富含含氧官能團(tuán)的氧化石墨烯用于鋅溴液流電池碳?xì)蛛姌O的修飾，提高正極對(duì)Br₂的固定作用，降低溴單質(zhì)的滲透，提高電池的庫(kù)倫效率，進(jìn)而提高電池性能。

附圖說(shuō)明

圖1是空白碳?xì)峙c經(jīng)氧化石墨烯修飾碳?xì)蛛姌O的掃描電鏡圖,圖1(a)是空白碳?xì)峙c(b)經(jīng)氧化石墨烯修飾碳?xì)值腟EM圖；

圖2是空白碳?xì)蛛姌O與氧化石墨烯修飾碳?xì)蛛姌O的循環(huán)伏安比較圖；

圖3是空白碳?xì)蛛姌O與氧化石墨烯修飾碳?xì)蛛姌O的充放電性能比較圖。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1：

取厚度為5mm的空白碳?xì)趾桶瓷鲜龇椒ń?jīng)氧化石墨烯修飾的碳?xì)指饕黄檬灧鈽芋w積為0.5*1*1cm³。在0.05mol/L ZnBr₂水溶液中用電化學(xué)工作站對(duì)碳?xì)蛛姌O進(jìn)行循環(huán)伏安測(cè)試。循環(huán)伏安測(cè)試采用經(jīng)典三電極體系，以石墨板作為對(duì)電極，飽和甘汞電極作用參比電極，經(jīng)氧化石墨烯修飾碳?xì)譃楣ぷ麟姌O，用帶有魯金毛細(xì)管的鹽橋連接參比電極和工作電極。對(duì)空白碳?xì)蛛姌O和經(jīng)石墨烯修飾碳?xì)蛛姌O分別進(jìn)行循環(huán)伏安測(cè)試，循環(huán)伏安掃描速率為10mV/s,掃描電壓范圍為0-1V。

所述氧化石墨烯修飾碳?xì)蛛姌O的制備如下：

1)浸漬液的配制：將5mg氧化石墨烯中加入10mL N-甲基吡咯烷酮含有0.1ml-0.5ml質(zhì)量分?jǐn)?shù)5％Nafion溶液中。

2)將步驟1)中溶液在-5攝氏度的條件下超聲30min；

3)將碳?xì)滞耆萦诜稚⒕鶆蛉芤褐?0h；

4)取出步驟3)中碳?xì)?，于真空干燥箱?50℃烘干24h，取出備用。

對(duì)比例：

以空白碳?xì)譃樨?fù)極電極材料，分別取空白碳?xì)蛛姌O和經(jīng)氧化石墨烯修飾碳?xì)蛛姌O為電池正極電極材料，體積均為0.5*6*6cm³，組裝鋅溴液流電池進(jìn)行充放電性能測(cè)試，電解液為2mol/LZnBr₂+3MKCl+0.4M MEP，采用厚度為200um Daramic微孔膜為電池隔膜，比較兩種電極的充放電性能。

圖1(a)是空白碳?xì)峙c(b)經(jīng)氧化石墨烯修飾碳?xì)值腟EM圖；從圖中可以看出，經(jīng)石墨烯修飾后，碳?xì)直砻嫘蚊舶l(fā)生變化，碳?xì)直砻嬗性S多微小顆粒出現(xiàn)

圖2是空白碳?xì)蛛姌O與氧化石墨烯修飾碳?xì)蛛姌O的循環(huán)伏安圖，圖3是空白碳?xì)蛛姌O與氧化石墨烯修飾碳?xì)蛛姌O的充放電性能比較。從圖2和圖3均可以看出，經(jīng)氧化石墨烯修飾的碳?xì)蛛姌O性能明顯優(yōu)于空白碳?xì)值碾姌O性能。