全钒氧化还原液流电池用石墨毡电极的分步氧化活化

• 作者: 娄景媛 尤东江 李雪菁
• 来源期刊: 电化学
• 关键词: 钒电池 石墨毡 分步氧化活化 反应活性
• 年，卷（期）: 2020,（6）
• 所属期刊栏目: 研究论文|Articles
• 页码范围: 876-884
• 页数: 9页
• 分类号: TM911|O646
• 语种: 中文
• DOI: 10.13208/j.electrochem.190714

摘要

石墨毡电极是组成钒电池的关键材料,其较低的电化学活性是造成钒电池功率密度较低的关键因素之一.本论文采用一种简便的石墨毡电极分步氧化活化法,先将石墨毡在高锰酸钾溶液中进行氧化,后置于活化溶液中激发其反应活性.通过对处理后的石墨毡进行循环伏安、交流阻抗测试、XPS以及SEM表征,发现氧化时间和活化溶液组成是影响电极性能的因素,在本文中,先经过3天氧化时间,后在配比为3∶1的活化溶液中处理的电极,较其他方法处理的电极,电荷传递电阻明显降低,其与溶液之间的接触电阻最低,为7.33 Ω.cm2,氧化还原峰值比更接近于1,有效提高了反应的活性与可逆性,经X射线光电子能谱分析发现性能提高的原因与表面含氧官能团数目增加有关.单电池性能测试结果进一步证实,利用该方法处理的石墨毡为电极的单电池,较未经处理的电池相比性能更优,有更高的放电容量和能量效率,在100mA·cm-2电流密度下,能量效率较未处理电极高出7.47％.与热处理法、酸处理法及电化学氧化法相比较,该方法不需要辅助设备,不消耗能源.