[发明专利]一种全钒液流电池电极材料改性处理方法

说明书

本发明提供了一种全钒液流电池电极材料改性处理方法，步骤包括：碳毡原料卷立式安装；将碳毡原料卷的首端牵出，并依次穿过处理设备的若干个处理池、清洗池、分级热处理系统，且位于处理池内的碳毡料始终没入处理液中；设定好热处理温度、时间、碳毡料行进速度，并配合控制处理池内处理液的长度来实现控制碳毡料的浸泡时间，始终控制碳毡料匀速行进；经热处理后的碳毡料通过收卷机构进行收卷。本发明不仅能够连续实现碳毡料的多道次改性处理，以简单的方式实现相邻处理工序之间的连续切换，而且无需将碳毡料从各处理池中以吊装的方式进行转运，彻底改变了原有的间断性处理方式，省去了大量需要人工和重型机械配合的操作工序。

技术领域

本发明属于电极材料技术领域，具体涉及一种全钒液流电池电极材料改性处理方法。

背景技术

碳毡材料因其具有耐腐蚀性强、导电性好、比表面积较大、机械强度高、成本低等优点，被广泛地用作钒电池的电极材料。现有方法中，对碳毡材料的改性处理技术主要包括：在碳纤维表面修饰金属氧化物或贵金属；在碳毡材料内掺杂进N、O、B等元素，以增加碳纤维的导电性以及活性位点；在碳毡表面或孔隙处修饰石墨烯、碳纳米管以增加电催化活性；通过浓硫酸或双氧水等强氧化性溶液对碳毡进行氧化处理；采用高温热处理碳毡。

研究表明，将碳毡在400-650℃条件下进行热处理后，碳毡的表面形态、润湿性和吸液率等性能均会得到改善，特别是能够改善组成碳毡的碳纤维的表面形态，以及纤维表面的官能团数量和含量。

现有文献CN112160156A公开了一种全钒电池改性碳毡电极材料的制备方法，在高温环境下对聚丙烯腈基石墨毡进行预处理10小时，然后通过三氧化二铋以及多巴胺和缓冲剂对预处理14-26小时后的聚丙烯腈基石墨毡进行改性；现有文献CN103066287B公开了一种钒电池用碳毡的处理方法：将碳毡在60~100℃的硫酸中氧化活化0.5~4小时，或者在20~30℃的硫酸中氧化活化12~48小时，水洗，得到活化后的碳毡。湖南省银峰新能源有限公司提供的全钒液流电池用碳毡电极的改性方法，将碳毡浸泡在无水乙醇或丙酮中超声处理，用纯水洗净并烘干待用，将干燥的碳毡放入密闭容器内并使其架空设置在密闭容器内的浓硝酸溶液上方，加热该密闭容器并利用容器内产生的高温高压的硝酸蒸汽对碳毡进行气相氧化处理，待碳毡冷却后分别用无水乙醇和纯水将碳毡洗净，烘干后得到改性碳毡。

通常来说，对碳毡电极材料每进行一次改性处理，都会在一定程度上优化其性能。然而，由于对碳毡电极材料进行改性处理需要在高温、强酸的条件下长时间进行，其改性处理的工序越多、成本越高、操作环境越恶劣，越难以满足其生产需求。以现有的除杂、多道次氧化处理、清洗工序为例，通常是将成捆/卷/箱的碳毡料分别放置在处理池内进行处理，这必须在生产车间建立可覆盖所有处理池的行车，并配置大量的挂具和载具，以满足不同处理工序之间的碳毡料转运，不仅存在操作过程非常繁琐且复杂的问题，而且存在部分碳毡料（如每捆/卷/箱碳毡料的中心部位）处理效果不佳的问题。更关键地是，由于各道次处理工序的时间有差异，导致现有的多道次处理工序都是间断性的，无法以简单的方式实现相邻处理工序之间的连续切换。

发明内容

本发明目的在于提供一种全钒液流电池电极材料改性处理方法，至少用于解决背景技术中提到的“现有的多道次处理工序都是间断性的，无法以简单的方式实现相邻处理工序之间的连续切换”这一技术问题。

本发明采用的技术方案如下。

一种全钒液流电池电极材料改性处理方法，步骤包括：

步骤1，将碳毡原料卷立式安装在处理设备的放料转轴上；

步骤2，将碳毡原料卷的首端牵出，并依次穿过处理设备的若干个处理池、清洗池、分级热处理系统，且位于处理池内的碳毡料始终没入处理液中，并将碳毡料卷的首端连接在处理设备的收卷机构上；