【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及石墨毡电极改性，尤其涉及一种液流电池石墨毡电极改性方法及装置。
技术介绍
1、电化学储能因其应用场景灵活、储放电性能优异、系统响应快速等优点成为当前储能技术的主要发展方向，但目前的锂离子电池储能时长短，关键原材料储量缺乏导致成本居高不下，难以满足大规模电站长时储能需求。全钒液流电池具有容量大、安全性高、使用寿命长和结构灵活等优点，在能源储存、智能电网、应急电源以及新能源汽车等领域表现出巨大的应用前景。
2、全钒液流电池主要由流道框、电极、隔膜、储液罐、泵和电解液等部分构成，正、负极电解液的活性物质分别由vo2+/vo2+和v3+/v2+电对组成，电解液通过泵的循环流动在电极表面发生氧化还原反应，正、负极通过隔膜(仅允许h+通过)分隔。电池充电时，正极vo2+失电子形成vo2+，负极v3+得电子形成v2+，放电过程则相反，电池内部通过h+迁移导电。电极是电池提供电化学反应的主要场所，电极的选择上很大程度会影响电池性能，电极材料的研究和开发利用对钒电池的早日大规模商业应用至关重要。
3、作为钒电池的电极常见的材料就是碳材料，包括碳布、石墨板、碳毡、柔性石墨复合板、碳纸。从物理性能上来讲，碳材料普遍导电性良好，适用于电极材料，从化学性能上来讲，碳材料的耐腐蚀性好，适用于各种复杂的环境中，因此在液流电池电极的选择上，国内外都优先考虑碳材料石墨毡。
4、石墨毡是由碳毡在惰性气氛下或者真空中超过2000摄氏度的高温处理后的生成物，是由石墨与高分子类材料混合制备而成的，含碳量高达99％。原始的
技术实现思路
1、本专利技术目的在于提供一种液流电池石墨毡电极改性方法及装置，用以解决上述技术问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供一种液流电池石墨毡电极改性方法，包括：
3、在干燥环境下将初始粉末充分混合研磨，获得第一混合粉末；
4、向第一混合粉末分批加入提供氧源的试剂，并在干燥环境下通过搅拌获得第二混合粉末；
5、向第二混合粉末分批加入提供氮源的试剂，并在干燥环境下通过搅拌获得第三混合粉末；
6、通过所述第三混合粉末覆盖石墨毡电极进行煅烧改性；
7、其中，初始粉末包括以下至少两种：kf、nacl、kcl、naf、kbr和nabr。
8、可选的，所述初始粉末为kf和nacl；其中，所述kf和所述nacl的质量比为1:1～1.5:1。
9、可选的，所述混合研磨的时间为5-10分钟。
10、可选的，所述提供氧源的试剂包括以下至少一种：kclo4、kclo3、kclo2、kbro3、kbro2、naclo4、naclo3、naclo2、nabro3和nabro；所述提供氮源的试剂包括以下至少一种：nh3hf、nh4cl和nh4br。
11、可选的，所述提供氧源的试剂为kclo3；其中，加入所述kclo3的质量为所述kf和所述nacl总质量的2-15％。
12、可选的，所述提供氮源的试剂为nh3hf；其中，加入所述nh3hf的质量为所述kf、所述nacl和所述kclo3总质量的0.8-8％。
13、可选的，通过所述第三混合粉末覆盖石墨毡电极进行煅烧改性，包括：
14、将石墨毡电极置于坩埚内，并将所述第三混合粉末上下四周均匀覆盖石墨毡；
15、将所述坩埚转移到ar气氛下的立式熔盐炉中进行煅烧；
16、其中，所述覆盖的厚度为1-1.5cm。
17、可选的，所述煅烧的条件包括：煅烧温度200-350℃、煅烧时间2-3h、升温速率3-5℃·min-1。
18、可选的，所述方法还包括：
19、从坩埚中取出改性后的石墨毡电极，并用去离子水反复冲洗；
20、将冲洗后的石墨毡电极放入真空干燥箱中干燥。
21、本专利技术还提供一种液流电池石墨毡电极改性装置，包括：
22、第一获得单元，用于在干燥环境下将初始粉末充分混合研磨，获得第一混合粉末；
23、第二获得单元，用于向第一混合粉末分批加入提供氧源的试剂，并在干燥环境下通过搅拌获得第二混合粉末；
24、第三获得单元，用于向第二混合粉末分批加入提供氮源的试剂，并在干燥环境下通过搅拌获得第三混合粉末；
25、煅烧单元，用于通过所述第三混合粉末覆盖石墨毡电极进行煅烧改性。
26、本专利技术的技术效果和优点：
27、现用的全钒液流电池石墨毡电极改性技术种类繁多，往往存在处理工艺复杂，操作流程繁琐，改性成本较高，往往使用大量化学试剂对环境产生污染等不足，同时传统单一措施改性后的石墨毡电极电化学活性时效稳定性较差。于此对比，本专利技术的优点是：
28、1.改性工艺和操作流程简单，本专利技术中仅制备混合刻蚀粉末再进行煅烧即可完成改性。2.本专利技术添加化学试剂种类少，仅用到kf、nacl、kclo3和nh3hf四种化学试剂。3.本专利技术改性成本更低，所用到的均为价格低廉的化学试剂和常规实验设备等。4.实现石墨毡电极多功能化改性，kf和nacl提供高热稳定的熔盐环境，分别加入o源kclo3和n源nh3hf，而四种化学试剂混合经一次煅烧可同时实现纤维表面的刻蚀和n/o的掺杂。5.本专利技术的巧妙之处是选用的o源和n源又均为强刻蚀剂，显著增强了刻蚀效果。
29、本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在说明书以及附图中所指出的结构来实现和获得。
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1.一种液流电池石墨毡电极改性方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述初始粉末为KF和NaCl；其中，所述KF和所述NaCl的质量比为1:1～1.5:1。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述混合研磨的时间为5-10分钟。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述提供氧源的试剂包括以下至少一种：KClO4、KClO3、KClO2、KBrO3、KBrO2、NaClO4、NaClO3、NaClO2、NaBrO3和NaBrO；所述提供氮源的试剂包括以下至少一种：NH3HF、NH4Cl和NH4Br。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述提供氧源的试剂为KClO3；其中，加入所述KClO3的质量为所述KF和所述NaCl总质量的2-15％。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述提供氮源的试剂为NH3HF；其中，加入所述NH3HF的质量为所述KF、所述NaCl和所述KClO3总质量的0.8-8％。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过所述第三混合
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述煅烧的条件包括：煅烧温度200-350℃、煅烧时间2-3h、升温速率3-5℃5min-1。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
10.一种液流电池石墨毡电极改性装置，其特征在于，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种液流电池石墨毡电极改性方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述初始粉末为kf和nacl；其中，所述kf和所述nacl的质量比为1:1～1.5:1。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述混合研磨的时间为5-10分钟。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述提供氧源的试剂包括以下至少一种：kclo4、kclo3、kclo2、kbro3、kbro2、naclo4、naclo3、naclo2、nabro3和nabro；所述提供氮源的试剂包括以下至少一种：nh3hf、nh4cl和nh4br。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述提供氧源的试剂为kcl...
【专利技术属性】
技术研发人员：计东东，蒋龙，李立伟，刘晓旭，张丹，张瑶，
申请(专利权)人：中国石油天然气集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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