【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及新能源电池领域，尤其涉及一种锌溴液流电池高性能电极及其制备方法。
技术介绍
1、随着风能发电、太阳能发电等清洁能源的发展，新能源发电的间歇性和波动性对电网稳定可靠运行带来了比较大的冲击。大规模储能技术是解决该问题的重要手段之一，其中液流电池储能技术是大规模长时储能系统的代表技术。液流电池是一种新型蓄电储能设备，一般具有寿命长，环境友好，安全性高等优点，主要应用于电网调峰、风能和太阳能等可再生能源发电等领域，可提高电网稳定性，保障电网安全。目前液流电池主要包括全钒液流电池、锌溴液流电池、铁铬液流电池、锌锰液流电池、锌空气液流电池等。与其他液流电池相比，锌溴液流电池具有能量密度高，循环寿命长，成本低等特点。
2、锌溴电池是由溴化锌和一对电极组成的简单电池，充电时，负极上析出锌，在正极上生成的溴溶解在电解液中。放电时，负极上的锌被氧化变成锌离子，溴被还原成为溴离子。
3、锌溴液流电池是由端电极，双极板，隔膜，格网等组成。通过对电池关键材料的研究和开发，可以有效降低电池成本，提高电池的效率，改善电池的使用寿命和性能，从而具有极为重要的意义。
4、锌溴液流电池电极作为系统的核心部分之一，其导电性能和反应活性对产品的大规模应用和长期运行起着至关重要的作用。锌溴液流电池内部采用双极性极板结构，即电极板的一面为本组单电池的负极，同时另一面也为下组单电池的正极。目前双极板由导电塑料片材单面热压活性炭涂层制备而成，活性炭一面为溴测电极，另一面为锌侧电极。目前锌侧、溴侧电极存在一些不足：
6、（2）溴侧电极表面电化学活性相对较低，无法满足电池的高电流密度充放，从而影响电池充放电功率密度。
技术实现思路
1、基于锌溴液流电池的上述问题和不足，本专利技术的目的是：提供一种合适的锌溴液流电池高性能电极。由于锌沉积有效活性点位会影响锌沉积的速度和均匀性。所以想要提供一种高性能电极，使锌侧电极具有较多的活性沉积点位；溴侧电极具有较高的电化学活性。
2、为了实现上述目的，本专利技术所使用的技术方案为：一种锌溴液流电池高性能电极的制备方法，包括以下步骤：
3、s1：制备高性能锌侧电极：对活性炭进行化学镀，得到负载锡、铋、锑中一种或多种金属的活性炭，将负载金属的活性炭复合到导电塑料板的锌侧，得到高性能锌侧电极；或者采用电镀的方式，使普通锌侧电极中的活性炭负载锡、铋、锑中一种或多种金属，得到高性能锌侧电极；
4、s2：制备溴侧活性炭：对活性炭进行液体合成，得到负载催化剂的活性炭；
5、s3：将负载催化剂的活性炭复合到高性能锌侧电极中导电塑料板的溴侧，即得到用于锌溴液流电池的高性能电极。
6、进一步的，所述s1中，对活性炭进行化学镀，得到负载锡、铋、锑中一种或多种金属的活性炭，具体包括：
7、s11：称取30g焦磷酸钠、3.5g酒石酸和30-50mmol锡、铋、锑中一种或多种金属盐，溶于1000ml去离子水中，60℃水浴搅拌至完全溶解后得到金属盐溶液；
8、s12：金属盐溶液在磁力搅拌下加入10g40目活性炭，超声60min，待活性炭分散均匀后，再加入50-80mmol抗坏血酸，然后加入氢氧化钠调节ph值至8-9，在60℃下进行磁力搅拌1h，冷却至室温；
9、s13：对冷却至室温后的金属盐溶液进行减压过滤，取滤渣，使用去离子水洗涤，直至滤液呈中性，最后在50℃干燥12h，即得到负载金属的活性炭。
10、进一步的，所述s1中，采用电镀的方式，使普通锌侧电极中的活性炭负载锡、铋、锑中一种或多种金属，得到高性能锌侧电极，具体包括以下步骤：
11、s11：将40目活性炭复合到导电塑料板一侧，即普通锌侧电极；
12、s12：称取30g焦磷酸钠、3.5g酒石酸和30-50mmol锡、铋、锑中一种或多种金属盐，溶于1000ml去离子水中，60℃水浴搅拌至完全溶解后得到金属盐溶液；
13、s13：将s11中制备的普通锌侧电极作为负极，石墨板作为正极，s12中配好的金属盐溶液作为电镀液，以5-20ma/cm2电流密度进行电镀，电镀时间为1-8min；
14、s14：电镀结束，取出电极进行烘干，50℃烘干12小时，即得到高性能锌侧电极。
15、进一步的，所述s2中，对活性炭进行液体合成，得到负载催化剂的活性炭；具体包括以下步骤：
16、s21:称取1-5mmol柠檬酸两份，分别溶于1000ml去离子水中，搅拌至完全溶解，得到a溶液和b溶液；
17、s22:称取10-100mmol无水氯化铁加入a溶液中，搅拌至完全溶解，得到a1溶液；
18、s23:称取10-100mmol亚铁氰化钾三水合物加入b溶液中，搅拌至完全溶解，得到b1溶液；
19、s24:将a1溶液加热到55℃，在磁力搅拌下加入50g120目活性炭，待活性炭分散均匀后，再滴加b1溶液，在55℃下加热30min，冷却至室温后得到c溶液；
20、s25:将c溶液减压过滤，取滤渣，分别使用丙酮和去离子水洗涤，直至滤液无色，确保未被负载的催化剂完全去除，最后在50℃干燥12h，即得到负载催化剂的活性炭。
21、进一步的，所述s2中，对活性炭进行液体混合，得到负载催化剂的活性炭；具体包括以下步骤：
22、s21:将10份催化剂加入1000ml乙醇中，搅拌溶解完全，得到s溶液；
23、s22:将100份120目活性炭加入s溶液中，进行搅拌混合；
24、s23:加热搅拌使乙醇完全挥发，即得到负载催化剂的活性炭。
25、进一步的，通过液体合成后的活性炭，负载的催化剂为普鲁士蓝。
26、进一步的，通过液体混合后的活性炭，负载的催化剂为普鲁士蓝或锰系氧化物。
27、本专利技术还提供了一种锌溴液流电池高性能电极，使用上述的一种锌溴液流电池高性能电极的制备方法制备而得。
28、与现有技术相比，本专利技术的有益效果：
29、1、本专利技术公开的高性能电极在锌侧热压负载有锡、锑、铋中一种或多种金属的活性炭，该活性炭粒径在20-60目，锡、锑、铋等金属具有亲锌和抑制析氢等作用，可以有效提高锌侧电极的亲锌性，提供更多的活性锌沉积点位，同时抑制锌侧的析氢；
30、2、本专利技术公开的高性能电极在溴侧热压负载有普鲁士蓝、锰系氧化物等催化剂的活性炭，该活性炭粒径在80-200目，催化剂可以有效的提升br-←→br2相互转化速度，从而提高了溴侧的反应活性。
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1.一种锌溴液流电池高性能电极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种锌溴液流电池高性能电极的制备方法，其特征在于：所述S1中，对活性炭进行化学镀，得到负载锡、铋、锑中一种或多种金属的活性炭，具体包括：
3.根据权利要求1所述的一种锌溴液流电池高性能电极的制备方法，其特征在于：所述S1中，采用电镀的方式，使普通锌侧电极中的活性炭负载锡、铋、锑中一种或多种金属，得到高性能锌侧电极，具体包括以下步骤：
4.根据权利要求1所述的一种锌溴液流电池高性能电极的制备方法，其特征在于：所述S2中，对活性炭进行液体合成，得到负载催化剂的活性炭；具体包括以下步骤：
5.根据权利要求1所述的一种锌溴液流电池高性能电极的制备方法，其特征在于：所述S2中，对活性炭进行液体混合，得到负载催化剂的活性炭；具体包括以下步骤：
6.根据权利要求4所述的一种锌溴液流电池高性能电极的制备方法，其特征在于：所述催化剂为普鲁士蓝。
7.根据权利要求5所述的一种锌溴液流电池高性能电极的制备方法，其特征在于：所述催化剂为普鲁
8.根据权利要求1所述的一种锌溴液流电池高性能电极的制备方法，其特征在于：复合方法包括热压、高频热合和粘结。
9.一种锌溴液流电池高性能电极，其特征在于：使用权利要求1-8之一所述的一种锌溴液流电池高性能电极的制备方法制备而得。
...【技术特征摘要】
1.一种锌溴液流电池高性能电极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种锌溴液流电池高性能电极的制备方法，其特征在于：所述s1中，对活性炭进行化学镀，得到负载锡、铋、锑中一种或多种金属的活性炭，具体包括：
3.根据权利要求1所述的一种锌溴液流电池高性能电极的制备方法，其特征在于：所述s1中，采用电镀的方式，使普通锌侧电极中的活性炭负载锡、铋、锑中一种或多种金属，得到高性能锌侧电极，具体包括以下步骤：
4.根据权利要求1所述的一种锌溴液流电池高性能电极的制备方法，其特征在于：所述s2中，对活性炭进行液体合成，得到负载催化剂的活性炭；具体包括以下步骤：
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【专利技术属性】
技术研发人员：李森森，孟琳，刘学军，任忠山，
申请(专利权)人：江苏恒安储能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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