【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及石墨氈電極改性，尤其涉及一種液流電池石墨氈電極改性方法及裝置。
技術介紹
1、電化學儲能因其應用場景靈活、儲放電性能優異、系統響應快速等優點成為當前儲能技術的主要發展方向，但目前的鋰離子電池儲能時長短，關鍵原材料儲量缺乏導致成本居高不下，難以滿足大規模電站長時儲能需求。全釩液流電池具有容量大、安全性高、使用壽命長和結構靈活等優點，在能源儲存、智能電網、應急電源以及新能源汽車等領域表現出巨大的應用前景。
2、全釩液流電池主要由流道框、電極、隔膜、儲液罐、泵和電解液等部分構成，正、負極電解液的活性物質分別由vo2+/vo2+和v3+/v2+電對組成，電解液通過泵的循環流動在電極表面發生氧化還原反應，正、負極通過隔膜(僅允許h+通過)分隔。電池充電時，正極vo2+失電子形成vo2+，負極v3+得電子形成v2+，放電過程則相反，電池內部通過h+遷移導電。電極是電池提供電化學反應的主要場所，電極的選擇上很大程度會影響電池性能，電極材料的研究和開發利用對釩電池的早日大規模商業應用至關重要。
3、作為釩電池的電極常見的材料就是碳材料，包括碳布、石墨板、碳氈、柔性石墨復合板、碳紙。從物理性能上來講，碳材料普遍導電性良好，適用于電極材料，從化學性能上來講，碳材料的耐腐蝕性好，適用于各種復雜的環境中，因此在液流電池電極的選擇上，國內外都優先考慮碳材料石墨氈。
4、石墨氈是由碳氈在惰性氣氛下或者真空中超過2000攝氏度的高溫處理后的生成物，是由石墨與高分子類材料混合制備而成的，含碳量高達99％。原始的
技術實現思路
1、本專利技術目的在于提供一種液流電池石墨氈電極改性方法及裝置，用以解決上述技術問題。
2、為實現上述目的，本專利技術提供一種液流電池石墨氈電極改性方法，包括：
3、在干燥環境下將初始粉末充分混合研磨，獲得第一混合粉末；
4、向第一混合粉末分批加入提供氧源的試劑，并在干燥環境下通過攪拌獲得第二混合粉末；
5、向第二混合粉末分批加入提供氮源的試劑，并在干燥環境下通過攪拌獲得第三混合粉末；
6、通過所述第三混合粉末覆蓋石墨氈電極進行煅燒改性；
7、其中，初始粉末包括以下至少兩種：kf、nacl、kcl、naf、kbr和nabr。
8、可選的，所述初始粉末為kf和nacl；其中，所述kf和所述nacl的質量比為1:1～1.5:1。
9、可選的，所述混合研磨的時間為5-10分鐘。
10、可選的，所述提供氧源的試劑包括以下至少一種：kclo4、kclo3、kclo2、kbro3、kbro2、naclo4、naclo3、naclo2、nabro3和nabro；所述提供氮源的試劑包括以下至少一種：nh3hf、nh4cl和nh4br。
11、可選的，所述提供氧源的試劑為kclo3；其中，加入所述kclo3的質量為所述kf和所述nacl總質量的2-15％。
12、可選的，所述提供氮源的試劑為nh3hf；其中，加入所述nh3hf的質量為所述kf、所述nacl和所述kclo3總質量的0.8-8％。
13、可選的，通過所述第三混合粉末覆蓋石墨氈電極進行煅燒改性，包括：
14、將石墨氈電極置于坩堝內，并將所述第三混合粉末上下四周均勻覆蓋石墨氈；
15、將所述坩堝轉移到ar氣氛下的立式熔鹽爐中進行煅燒；
16、其中，所述覆蓋的厚度為1-1.5cm。
17、可選的，所述煅燒的條件包括：煅燒溫度200-350℃、煅燒時間2-3h、升溫速率3-5℃·min-1。
18、可選的，所述方法還包括：
19、從坩堝中取出改性后的石墨氈電極，并用去離子水反復沖洗；
20、將沖洗后的石墨氈電極放入真空干燥箱中干燥。
21、本專利技術還提供一種液流電池石墨氈電極改性裝置，包括：
22、第一獲得單元，用于在干燥環境下將初始粉末充分混合研磨，獲得第一混合粉末；
23、第二獲得單元，用于向第一混合粉末分批加入提供氧源的試劑，并在干燥環境下通過攪拌獲得第二混合粉末；
24、第三獲得單元，用于向第二混合粉末分批加入提供氮源的試劑，并在干燥環境下通過攪拌獲得第三混合粉末；
25、煅燒單元，用于通過所述第三混合粉末覆蓋石墨氈電極進行煅燒改性。
26、本專利技術的技術效果和優點：
27、現用的全釩液流電池石墨氈電極改性技術種類繁多，往往存在處理工藝復雜，操作流程繁瑣，改性成本較高，往往使用大量化學試劑對環境產生污染等不足，同時傳統單一措施改性后的石墨氈電極電化學活性時效穩定性較差。于此對比，本專利技術的優點是：
28、1.改性工藝和操作流程簡單，本專利技術中僅制備混合刻蝕粉末再進行煅燒即可完成改性。2.本專利技術添加化學試劑種類少，僅用到kf、nacl、kclo3和nh3hf四種化學試劑。3.本專利技術改性成本更低，所用到的均為價格低廉的化學試劑和常規實驗設備等。4.實現石墨氈電極多功能化改性，kf和nacl提供高熱穩定的熔鹽環境，分別加入o源kclo3和n源nh3hf，而四種化學試劑混合經一次煅燒可同時實現纖維表面的刻蝕和n/o的摻雜。5.本專利技術的巧妙之處是選用的o源和n源又均為強刻蝕劑，顯著增強了刻蝕效果。
29、本專利技術的其它特征和優點將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本專利技術而了解。本專利技術的目的和其他優點可通過在說明書以及附圖中所指出的結構來實現和獲得。
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1.一種液流電池石墨氈電極改性方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述初始粉末為KF和NaCl；其中，所述KF和所述NaCl的質量比為1:1～1.5:1。
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述混合研磨的時間為5-10分鐘。
4.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述提供氧源的試劑包括以下至少一種：KClO4、KClO3、KClO2、KBrO3、KBrO2、NaClO4、NaClO3、NaClO2、NaBrO3和NaBrO；所述提供氮源的試劑包括以下至少一種：NH3HF、NH4Cl和NH4Br。
5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述提供氧源的試劑為KClO3；其中，加入所述KClO3的質量為所述KF和所述NaCl總質量的2-15％。
6.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述提供氮源的試劑為NH3HF；其中，加入所述NH3HF的質量為所述KF、所述NaCl和所述KClO3總質量的0.8-8％。
7.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，通過所述第三混合
8.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，所述煅燒的條件包括：煅燒溫度200-350℃、煅燒時間2-3h、升溫速率3-5℃5min-1。
9.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包括：
10.一種液流電池石墨氈電極改性裝置，其特征在于，包括：
...【技術特征摘要】
1.一種液流電池石墨氈電極改性方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述初始粉末為kf和nacl；其中，所述kf和所述nacl的質量比為1:1～1.5:1。
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述混合研磨的時間為5-10分鐘。
4.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述提供氧源的試劑包括以下至少一種：kclo4、kclo3、kclo2、kbro3、kbro2、naclo4、naclo3、naclo2、nabro3和nabro；所述提供氮源的試劑包括以下至少一種：nh3hf、nh4cl和nh4br。
5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述提供氧源的試劑為kcl...
【專利技術屬性】
技術研發人員：計東東，蔣龍，李立偉，劉曉旭，張丹，張瑤，
申請(專利權)人：中國石油天然氣集團有限公司，
類型：發明
國別省市：
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