【技术实现步骤摘要】
本专利技术应用在液流电池储能，具体地说是提供了一种铁铬液流电池的碳毡电极改性方法。
技术介绍
1、随着工业的发展，人类社会所消耗的能源与日俱增，而石油煤炭等化石燃料有着不可再生以及燃烧后会污染环境等问题。能源转型迫在眉睫，而风能太阳能等可再生能源是解决上述问题的重要途经。但是风能太阳能等可再生能源发电有间歇性和随机性等特点无法直接并入电网，大规模并入电网将给电网的安全、稳定运行带来严重冲击。因此，目前储能领域亟需长时储能技术用来消纳可再生能源的大量发电，进一步调整能源结构。
2、在诸多储能技术中，液流电池因其水系电池安全性高、使用寿命长、设计灵活以及可大电流运行等特点被认为可以用来大规模储能。在液流电池中全钒液流电池体系是最成熟，商业化程度最高的电池体系。但是全钒液流电池因其成本问题始终无法大规模投入生产，因此，矿产丰富价格低廉的铁铬液流电池是研究人员的重点研究方向，也是未来液流电池的主要应用方向之一。
3、不论在任何液流电池体系中，电极都是其中最核心的组件之一，其担任着为正负极活性物质提供氧化还原反应场所的重要作用。所以，就需要电极具有高电导率，高电化学活性，高孔隙率以及耐腐蚀等特点。液流电池的电极市场的一般为石墨毡，这是因为它成本较低，耐腐蚀性强以及较高的导电率。但是，原始出厂的碳毡存在低电化学活性以及反应动力学较差的问题，这不仅限制了液流电池的效率，进一步提升了电池的使用成本。
技术实现思路
1、为了解决铁铬液流电池中负极反应动力学差的问题，本专利技术
2、为了实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案如下：一种铁铬液流电池的碳毡电极改性方法，包括如下步骤：
3、1）将碳毡放入管式炉中，以温度200～700℃范围内在空气气氛中烧制；
4、2）配置0.1～2 mol/l的均三嗪溶于纯氮甲基吡咯烷酮有机溶剂的混合溶液；
5、3）将热处理后的碳毡置入上述混合溶液，并将混合溶液和碳毡充分搅拌后取出碳毡干燥，干燥温度为80～110℃；
6、4）将干燥后的碳毡置入管式炉中，以温度为500～1000℃范围内在氮气气氛中烧制；
7、5）取出烧制后的碳毡用去离子水清洗，清洗后以温度为80～110 ℃干燥，即得改性后的碳毡成品。
8、作为优选方式，步骤1）具体为：将碳毡电极置入管式炉中，管式炉的升温速率为2～10℃/min，烧制温度在300～500℃，烧制保温时间在3～6小时，低于300℃将无法起到进一步碳化碳毡的效果，在空气气氛中高于500℃烧制碳毡会对碳毡的性能造成损伤。
9、作为优选方式，步骤2）具体为：配置混合溶液浓度为均三嗪0.2～1 mol/l，溶液体积为碳毡电极的10～20倍，均三嗪添加剂低于0.2 mol/l添加剂浓度过低，无法明显改性碳毡，高于2 mol/l的浓度均三嗪将难以溶解。
10、作为优选方式，步骤3）具体为：将步骤1）中的碳毡电极浸入步骤2）中的混合溶液，搅拌时间为4～6小时，干燥温度为90～100℃，时间为12～24小时；
11、作为优选方式，步骤4）具体为：干燥后的电极放在持续通有氮气气氛的管式炉中，管式炉的升温速率为2～10℃/min，最高温度为600～900℃，烧制保温时间为6～12小时，在氮气气氛下低于600℃烧制可能难以碳化均三嗪结构中的碳元素，高于900℃烧制会对碳毡的性能造成损伤。
12、作为优选方式，步骤5）具体为：去离子水清洗2～5遍，清洗后干燥温度为90～100℃，干燥时间为12～24小时。
13、本专利技术的有益效果为：通过在常见的溶液中进行简单的浸泡后烧制的方法，可以有针对性地对现有碳毡电极的缺点进行改性。对电极进行浸泡后高温的处理改性碳毡电极，其中可以轻松地通过改变浸泡溶液浓度、搅拌时间以及烧制时间和温度来调控电极上氮元素的添加，进一步控制修饰后的电极的性能。通过杂原子的添加，改性的碳毡电极可以有效改善碳毡的亲水性并且提高铁铬液流电池的电压效率。该工艺方法简单易行，可推广用于其它液流电池体系。
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1.一种铁铬液流电池的碳毡电极改性方法，其特征在于：包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述铁铬液流电池的碳毡电极改性方法，其特征在于：在步骤1）中，管式炉的升温速率为2～10℃/min，烧制温度在300～500℃，烧制保温时间在3～6小时。
3.根据权利要求1所述铁铬液流电池的碳毡电极改性方法，其特征在于：在步骤2）中，所述配置混合浓度为均三嗪0.2～1 mol/L，溶液体积为碳毡电极的10～20倍。
4.根据权利要求1所述的铁铬液流电池的碳毡电极改性方法，其特征在于：在步骤3）中，搅拌时间为4～6小时，干燥温度为90～100 ℃，时间为12～24小时。
5.根据权利要求1所述铁铬液流电池的碳毡电极改性方法，其特征在于：在步骤4）中，管式炉的升温速率为2～10℃/min，温度为600～900℃，烧制保温时间为6～12小时。
6.根据权利要求1所述铁铬液流电池的碳毡电极改性方法，其特征在于：在步骤5）中，去离子水清洗2～5遍，清洗后干燥温度为90～100 ℃，干燥时间为12～24小时。
【技术特征摘要】
1.一种铁铬液流电池的碳毡电极改性方法，其特征在于：包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述铁铬液流电池的碳毡电极改性方法，其特征在于：在步骤1）中，管式炉的升温速率为2～10℃/min，烧制温度在300～500℃，烧制保温时间在3～6小时。
3.根据权利要求1所述铁铬液流电池的碳毡电极改性方法，其特征在于：在步骤2）中，所述配置混合浓度为均三嗪0.2～1 mol/l，溶液体积为碳毡电极的10～20倍。
4.根据权利要求1所述的铁铬液流电池...
【专利技术属性】
技术研发人员：张启安，李波，刘东影，邢阳阳，李毅明，孟欣，吴文琦，
申请(专利权)人：辽宁金谷炭材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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