[发明专利]一种提高石墨双极板抗腐蚀性的方法

说明书

本发明提供一种提高石墨双极板抗腐蚀性的方法，包括操作：第一步，对石墨板进行预处理，所述预处理是用硫酸浸泡；第二步，择石墨板的一面使用涂铋液进行涂铋，所述涂铋液中含有Bi₂O₃；第三步，加压浸溶，加压浸溶的压力为0.1～0.3Mpa；第四步，清洗，烘干。本发明提出的提高石墨双极板抗腐蚀性的方法，制得的双极板具有优异的导电性能，耐化学腐蚀和电化学腐蚀性，并且与电极之间有较低的接触电阻，降低了全钒液流电池的欧姆内阻，提高了液流电池的能量效率和电压效率。

技术领域

本发明属于储能技术领域，具体涉及一种液流电池双极板的表面处理方法。

背景技术

全钒液流电池(vanadium flow battery,VFB)是以钒离子溶液为正负极活性物质的蓄电池，具有使用寿命长、响应速度快、无交叉污染、可深度放电、易于增减电池功率和容量等一系列优点。全钒液流电池在风电、光伏发电、电网调峰等领域有着极其良好的应用前景。全钒液流电池通常是以硫酸为支持电解质，当电池充电时，正极电解液中的VO²⁺被氧化为VO₂⁺，电解液的颜色逐渐由蓝色变成黄色；负极电解液中的V³⁺被还原成V²⁺，电解液逐渐由墨绿色变为紫色；与之相反，当电池放电时正极电解液中的VO²⁺得到电子被还原为VO²⁺，负极电解液中的V²⁺失去电子被氧化成V³⁺。在充放电过程中，正负极电解液通过阳离子交换膜进行质子交换。

全钒液流电池电堆的结构是由数节甚至数十节单电池按照压滤机的方式组装而成的。单电池中间是一张离子交换膜，膜的两侧分别有一张电极，然后分别有一张双极板。双极板在电堆中实现单电池之间的联结，隔离相邻单电池间的正、负极电解液，同时收集双极板两侧电极反应所产生的电流。双极板要具有优良的导电性能，还要求双极板与电极之间有较小的接触(界面)电阻。双极板还要有良好的耐酸和耐腐蚀性。在全钒液流电池中，双极板一侧与强氧化剂的正极五价钒离子(VO₂⁺)溶液直接接触，另一侧与强还原性的负极二价钒(V²⁺)溶液直接接触。如果石墨板的电阻过大，不仅会增大电池的欧姆内阻，还会增加石墨板表面的化学和电化学腐蚀几率。

另外，钒电池在充电时，会发生微量的电解水的副反应(负极产生氢气，正极产生氧气)，并且这种副反应是不可避免发生的。尽管采取各种措施，但是总会发生微量的副反应。而且随着钒电池长时间的运行，还会导致电解液中钒离子价态的失衡。研究表明，材料的性能直接影响着产气反应的难易程度；具有高表面积和良好的电子导电性，可以减少材料的产气副反应的发生。因此本发明，通过改善石墨双极板的电子导电性，以及提高负极一侧的析氢过电位，减少电解液对石墨双极板的电化学腐蚀，从而提高了钒液流电池的整体性能。

发明内容

针对现有技术的存在的不足之处，本发明的第一个目的是提供一种提高石墨双极板抗腐蚀性的方法。

本发明的第二个目的是提出所述的方法的制得的石墨双极板。

实现本发明上述目的的技术方案为：

一种提高石墨双极板抗腐蚀性的方法，包括操作：

(1)第一步，对石墨板进行预处理，所述预处理是用硫酸浸泡；

(2)第二步，选择石墨板的一面使用涂铋液进行涂铋，所述涂铋液中含有Bi₂O₃；

(3)第三步，加压浸溶，加压浸溶的压力为0.1～0.3Mpa；

(4)第四步，清洗，烘干。

第一步中，，使用质量浓度为60％～80％的硫酸，预处理温度为150～170℃，预处理时间为5～10小时。