[发明专利]一种钒电池石墨毡电极材料的化学掺杂改性方法

权利要求书

1.一种钒电池石墨毡电极材料的化学掺杂改性方法，其特征在于，将聚丙烯腈基石墨毡用去离子水超声清洗干净，在烘箱中烘干，然后将铁镍微球粉末超声分散在石墨毡中，取出石墨毡后放入高锰酸钾和硫酸的混合溶液中浸泡，用去离子水清洗，在烘箱中烘干，得到电化学活性高的钒电池铁镍掺杂石墨毡改性电极材料。

2.根据权利要求1所述的一种钒电池石墨毡电极材料的化学掺杂改性方法，包括以下步骤：

(1)将聚丙烯腈基石墨毡裁剪为5cm×10cm尺寸大小，用去离子水冲洗一遍，然后浸泡在去离子水中超声清洗15～30分钟；

(2)取出聚丙烯腈基石墨毡，放在45℃的烘箱中烘干；

(3)将铁镍微球粉末放入去离子水中，超声波分散成悬浮液A；

(4)将烘干的聚丙烯腈基石墨毡放入悬浮液A中，继续超声波震荡10～15分钟，使铁镍微球均匀分散到聚丙烯腈基石墨毡孔隙中，然后在45℃的烘箱中烘干，得到沉积有铁镍微球的聚丙烯腈基石墨毡B；

(5)配制高锰酸钾和硫酸混合溶液，使混合溶液中高锰酸钾摩尔浓度为0.3～0.47mol/L，硫酸摩尔浓度为0.05～0.1mol/L，静置5～10分钟，使之混合均匀，得到混合溶液C；

(6)将聚丙烯腈基石墨毡B放入混合溶液C中浸泡30～60分钟，得到聚丙烯腈基石墨毡D；

(7)从混合溶液C取出聚丙烯腈基石墨毡D，用去离子水清洗干净，然后在45℃的烘箱中烘干，得到用于钒电池的铁镍掺杂石墨毡电极材料。

3.根据权利要求1～2所述的钒电池石墨毡电极材料的化学掺杂改性方法，其特征在于，改性后的石墨毡上掺杂了铁元素和微量的镍元素，铁的质量掺杂量为0.2～0.5％，镍的质量掺杂量为0.01～0.05％。

4.根据权利要求1～2所述的钒电池石墨毡电极材料的化学掺杂改性方法，其特征在于，在硫酸条件下的高锰酸钾不仅能氧化活化石墨毡，而且能氧化沉积在石墨毡中的铁微球。

5.根据权利要求1～2所述的钒电池石墨毡电极材料的化学掺杂改性方法，其特征在于，镍微球能减缓石墨毡孔隙中铁微球被高锰酸钾氧化的速度，使铁离子有效地结合在石墨毡上，提高石墨毡的电化学活性。

6.根据权利要求1～2所述的钒电池石墨毡电极材料的化学掺杂改性方法，其特征在于，改性后的石墨毡吸水率比改性前提高350～485％。

7.根据权利要求1～2所述的钒电池石墨毡电极材料的化学掺杂改性方法，其特征在于，改性后的石墨毡用做钒电池电极后的比电容，比没改性的石墨毡电极提高了18～28％。

8.根据权利要求1～2所述的钒电池石墨毡电极材料的化学掺杂改性方法，其特征在于，在200mA/cm²的电流密度下，改性后的石墨毡用做钒电池电极后的能量效率，由没改性的石墨毡电极能量效率的13～15％提高到60～73％。