[发明专利]全钒液流电池用钨基催化剂/纳米碳纤维复合电极的制备方法

摘要

本发明涉及电池制造及能源存储领域，具体为一种全钒液流电池用钨基催化剂/纳米碳纤维复合电极的制备方法。首先配制实验所需的纺丝液，然后将钨盐与纺丝液混合均匀。通过静电纺丝的方法制备出纳米纤维膜，然后在空气中对纳米纤维膜进行预氧化，在惰性气氛管式炉中碳化，得到所需要的钨基催化剂/纳米碳纤维复合电极。对所得到的电极材料进行清洗、烘干后，即可对其进行相关电化学性能表征和充放电性能测试。采用本发明制备的全钒液流电池复合电极材料，碳纤维直径在纳米级别，比表面积相比传统使用过的电极材料大大增加。又由于将纳米碳纤维与高活性的钨基催化剂复合，电极的电化学活性将大幅提高，从而极大地的提高全钒液流电池的能量效率。

主权项

一种全钒液流电池用钨基催化剂/纳米碳纤维电极的制备方法，其特征在于，包括以下的步骤和工艺方法：1)纺丝液的制备：将聚丙烯腈或聚乙二醇以一定的比例加入到二甲基甲酰胺或二甲基乙酰胺中，水浴条件下搅拌均匀；其中，聚丙烯腈的平均分子量为50000～200000，聚乙二醇的平均分子量为2000～10000，聚丙烯腈或聚乙二醇与二甲基甲酰胺或二甲基乙酰胺的质量比为5：95到20：80，水浴温度为40～80℃；2)将钨盐按比例加入到1)所述的纺丝液中，通过搅拌或者超声的方式使其分散均匀；其中，钨盐为含钨的无机盐或有机盐中的一种或两种以上，所加入的钨盐与溶液中的聚丙烯腈或聚乙二醇的质量比为1：100到10：1；3)将2)得到的复合纺丝液利用静电纺丝技术得到纳米纤维膜，纳米纤维膜的厚度为0.01～5毫米；4)将3)得到的纳米纤维膜经过气氛炉进行预氧化及碳化；其中，预氧化温度为200～300℃，保温时间为0.5～4小时；碳化温度为600～1500℃，保温时间为0.5～10小时，惰性保护气氛为氮气或者氩气；5)将4)所得的电极材料直接用去离子水清洗或超声清洗；其中，超声时间为5～30分钟。