[实用新型]新型碳材料电极

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种电极材料，具体涉及一种全钒离子氧化还原液流电池用新型碳材料电极。

背景技术

目前，大规模储能的化学电源主要以铅酸电池为主，转换效率一般在55％左右。但是，铅酸电池重量大、比能量低、不能深度充放电、使用寿命短以及污染环境等技术缺点决定其很难真正实现大规模的储能。全钒离子氧化还原液流电池是一种绿色环保电池，在大型储能装置上的应用已经得到认可。

全钒氧化还原液流电池的电极材料主要有金属电极、复合导电材料电极和碳材料类电极。金属类电极不仅价格昂贵，电化学活性也不好，不能实际用于全钒氧化还原液流电池；复合导电材料主要是高分子材料，导电性能不好。现在，全钒氧化还原液流电池主要使用的是碳材料电极，且使用的碳材料电极一般选用国外产品，其价格昂贵，增加了产品成本；而国产碳材料电极价格相对便宜，并且碳材料电极的外表面是光滑的，使得电解液反应不充分，并且电极活性与厚度均匀性等性能参差不齐，影响了单体电池的性能，尤其影响了单体电池性能的均匀性。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种新型碳材料电极。

其技术解决方案是：

一种新型碳材料电极，包括形状为长方体的碳材料电极本体，碳材料电极本体与电解液配合使用，在碳材料电极本体内设置有孔道；所述孔道垂直于碳材料电极本体的左右侧面且与碳材料电极本体外流动的电解液相连通；所述孔道在碳材料电极本体内平行设置且均匀分布；所述孔道的断面形状为圆形或矩形。

上述碳材料电极本体为市面上购得的石墨毡或碳毡。

本实用新型的有益技术效果是：

本实用新型在碳材料电极本体内设置有孔道，增加了电极的比表面积，使得电解液反应充分；孔道在碳材料电极本体内分布均匀，使得电解液均匀流动，提高了单体电池性能的均匀性；孔道的断面面积可根据电池的具体性能要求进行设置。使用本实用新型的电池，总能量利用率达到70％～80％，电流转化率达到90％以上，电压转化率达到80％以上，大幅度提高了电池的整体性能，使电池运行更加稳定安全，延长电池使用寿命，降低电池成本。

附图说明

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步说明：

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2示出了图1的断面结构；

具体实施方式

结合图1、图2，一种新型碳材料电极，包括碳材料电极本体1，碳材料电极本体1为市面上购得的碳毡，形状为长方体，碳材料电极本体1与电解液配合使用，在碳材料电极本体1内设置有孔道2。孔道2的个数设置为8个，且均垂直于碳材料电极本体1的左右侧面并分别与碳材料电极本体1外流动的电解液相连通。上述孔道2在碳材料电极本体1内平行设置且均匀分布，孔道2的断面形状为圆形。

上述孔道2的个数以及孔道2的断面面积可根据电池的具体性能要求进行设置。

下面对本实用新型的制作方法进行简要说明：

选取碳毡作为全钒离子氧化还原液流电池用的碳材料电极本体，先将其放入700～900℃的高温中氧化2～3小时，然后切割成与全钒离子氧化还原液流电池中导流框相适配的大小。将切割后的碳毡平放在加工设备的台面上，调整好位置，根据电池的具体要求调节雕刻机的雕刻面积以及设备轨道的间距，然后将雕刻机放在设备轨道上，按照要求进行均匀的孔道开设操作。

以上对本实用新型的具体描述旨在说明具体实施方案的实现方式，不能理解为是对本实用新型的限制。本领域普通技术人员在本实用新型的教导下，可以在详述的实施方案的基础上做出各种变体，这些变体均应包含在本实用新型的构思之内。本实用新型所要求保护的范围仅由所述的权利要求书进行限制。