Fe-Cr液流電池用石墨氈電極材料的制備與改性研究.pdf

1、本文從Fe/Cr液流電池用石墨氈電極材料的制備與空氣中氧化兩個方面進行研究，制備一系列石墨氈電極材料，考察聚丙烯晴(PAN)基石墨氈的碳化溫度、石墨化溫度、空氣中氧化對電極性能的影響。
　　采用掃描電子顯微鏡(SEM)、傅里葉紅外光譜分析儀(FTIR)等手段表征石墨氈纖維表面形貌以及纖維表面官能團，用熱失重曲線(TG)確定石墨氈空氣中氧化最佳溫度，用電化學工作站CHI660E對石墨氈電極進行循環(huán)伏安測試，考察電極的電化學性能，用二

2、次電池性能測試儀測試石墨氈作電極的充放電曲線、I-V曲線。實驗結(jié)論如下:
　　隨碳化、石墨化溫度的增加，纖維表面的-COOH和-OH官能團數(shù)目減少，550℃熱處理5h，纖維表面積增加，表面活性結(jié)點的數(shù)目增多，表面的-COOH和-OH官能團數(shù)目增多。
　　Fe2+/Fe3+電對在電極表面表現(xiàn)出較好的電化學活性，而Cr2+/Cr3+電對的電化學活性較差;Fe2+/Fe3+電對在碳氈、石墨氈、空氣中氧化5h石墨氈電極表面氧化還原反

3、應的峰電流逐漸增大，氧化還原反應的電位差ΔEP逐漸縮小、氧化還原反應峰電流的比值Ipa/Ipc逐漸接近于1，電極的可逆性、電化學活性逐漸升高。
　　碳化溫度為1400℃，石墨化溫度為1800℃的石墨氈組裝成動態(tài)液流電池，在40-120mA/cm2電流密度下對電池進行充放電測試，電壓效率、能量效率隨電流密度的增加而減小，電池的最佳充放電電流密度為60mA/cm2。
　　隨碳化溫度的升高，電池的庫倫效率緩慢降低，電池的能量效率、