一种全铁液流电池电极及其制备方法技术

本发明专利技术属于电化学储能技术领域，更具体地，涉及一种全铁液流电池电极及其制备方法。本发明专利技术针对全铁液流电池负极初始反应过电位大，铁沉积不均匀导致的电池效率低和寿命短的难题，提出在碳纤维毡、碳纤维布、碳纤维纸等碳电极表面原位限域生长具有金属铁、锡原子级分散的活性位点，用于全铁液流电池的负极。本方法操作简单、可规模制备、成本低。这种电极可以作为充电过程中负极金属铁沉积的成核位点，降低全铁液流电池的负极充电过程中的极化，同时使沉积的铁可以均匀的分布在电极表面，避免铁枝晶的生成，大幅提高电池的循环寿命。大幅提高电池的循环寿命。大幅提高电池的循环寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种全铁液流电池电极及其制备方法


[0001]本专利技术涉及电化学储能领域，具体地涉及液流电池领域，特别是一种用于全铁液流电池电极及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着社会的发展，人们对能源的需求激增，以石油、天然气等为代表的一次能源面临储量有限且易对环境造成污染的问题，这些问题迫使人们努力寻找风能、太阳能等可再生的清洁能源。为了改善这类能源不连续、不稳定的特点，开发新型储能技术，提高电力系统对新能源间断的耐受能力，被认为是提高新型清洁能源电力在我国能源消耗中所占份额的有效措施。
[0003]全铁液流电池是一种将电能储存在具有氧化还原反应活性电解液中的新型大规模储能电池，与锂离子电池和全钒液流电池相比，具有成本低、安全性高、原料丰富的优势。电极作为全铁液流电池的关键部件之一，其性能好坏直接影响电化学反应速率、电池内阻和电解质溶液分布的状态，目前应用较为广泛的电极材料为碳纤维毡、碳纤维布、碳纤维纸等，但如果直接使用这些多孔的碳电极时，会导致电极存在不同程度的活化极化、浓差极化及欧姆极化，最终影响电池的能量转化效率和功率密度，同时负极在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种全铁液流电池电极及其制备方法，其特征在于，在碳电极表面原位限域生长具有金属铁、锡原子级分散的活性位点，碳材料中碳原子和掺杂的氧原子作为铁、锡原子铆钉原子，具体合成过程包括以下步骤：1)使用混酸处理碳电极的表面，使其富含氧官能团；2)将碳电极置于含有铁离子和锡离子的水溶液中，静置2
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100小时；3)将上述碳电极进行干燥处理；4)随后在惰性气氛下高温处理，获得金属铁、锡原子级分散的碳电极。2.如权利要求1所述的一种全铁液流电池电极及其制备方法，其特征在于，步骤1所用的碳电极为碳纤维毡、碳纤维布、碳纤维纸中的一种；所用的混酸为硫酸和硝酸的混合物，浓度比例为1:3
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3:1，总酸浓度为2
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10mol/L；处理时间为2
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20小时，优选为6
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8小时；处理温度20
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80℃，优选为25℃。3.如权利要求1所述的一种全铁液流电池电极及其制备方法，其特征在于，步骤2所用含有铁离子和锡离子的水溶液中的含铁离子物质可以为氯化铁、硝酸铁、硫酸铁、醋酸铁中的一种或两种以上，浓度为0.05
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1.0mol/L，优选为0.1
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0.2mol/L；所用含有铁离子和锡离子的水溶液中的含锡离子物质可...

【专利技术属性】
技术研发人员：程元徽，房立潍，
申请(专利权)人：北京化工大学，
类型：发明
国别省市：