全钒液流电池电极组件的制作方法

文档序号:12129528阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种全钒液流电池电极组件,其特征在于,所述电极组件包括由膨胀石墨和热固性树脂构成的复合材料集流体与碳纤维毡,所述碳纤维毡基体表面有序排列的碳纳米管,碳纳米管的平均长度为200nm~600nm,碳纳米管含量为碳纤维毡质量的3%~8%,碳纳米管表面接枝有官能团,所述膨胀石墨表面含有含氧基团,所述膨胀石墨的质量为集流体质量的15%~25%。

2.根据权利要求1所述的全钒液流电池电极组件,其特征在于,所述碳纳米管的直径为10nm~50nm。

3.根据权利要求1所述的全钒液流电池电极组件,其特征在于,所述膨胀石墨的粒度为50μm~150μm。

4.根据权利要求1所述的全钒液流电池电极组件,其特征在于,所述集流体的厚度为0.5mm~1.5mm。

5.根据权利要求1所述的全钒液流电池电极组件,其特征在于,表面有序排列的碳纳米管的碳纤维毡的制备方法包括:

将碳纤维毡浸入均匀混合物,在惰性气氛下,搅拌的同时,在60℃~70℃充分反应,烘干,得到包覆处理后的碳纤维毡,所述混合物包括丙烯腈、丙烯酰胺、引发剂以及催化剂,所述丙烯腈占所述混合物体积的40%~60%,丙烯腈与丙烯酰胺的体积比为84:12~98:1;

对包覆处理后的碳纤维毡进行碳化处理,得到碳化处理后的碳纤维毡;

在真空或惰性气氛下,通过加热使碳化处理后的碳纤维毡与碳源反应,反应结束后,在惰性气体下冷却,得到表面引入碳纳米管的碳纤维毡,所述反应温度为700℃~800℃;

对碳纤维上引入的碳纳米管进行官能团化处理,以得到表面有序排列的碳纳米管的碳纤维毡。

6.根据权利要求1所述的全钒液流电池电极组件,其特征在于,所述复合材料集流体制备方法包括:

制备膨胀石墨;

对膨胀石墨进行剥片处理;

剥片后的膨胀石墨与热固性树脂流体混合后固化成型,得到膨胀石墨和热固性树脂构成的复合材料集流体,

其中,所述制备膨胀石墨的步骤为:

按质量计,称取鳞片石墨:浓硫酸:高锰酸钾:双氧水:五氧化二钒=100:50:1:25:1~100:25:5:50:3;

将鳞片石墨加入浓硫酸中,在搅拌的过程中先后加入高锰酸钾与五氧化二钒,然后在搅拌的同时滴加双氧水,搅拌加热至反应结束,冷却,洗涤后干燥;

将干燥后的石墨在800℃~950℃下焙烧,冷却后得到膨胀石墨。

7.根据权利要求6所述的全钒液流电池电极组件,其特征在于,所述鳞片石墨的粒度为50μm~100μm。

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