化學(xué)鍍Ni-W-P改性液流電池碳?xì)蛛姌O材料的方法
【專利摘要】化學(xué)鍍Ni-W-P改性液流電池碳?xì)蛛姌O材料的方法，對(duì)PAN碳纖維氈材料進(jìn)行清洗、去雜；利用硝酸和硫酸配制粗化液，浸泡PAN碳纖維氈材料，增加其表面積；配制敏化-活化液，浸泡PAN碳纖維氈材料；將敏化-活化處理后的PAN碳纖維氈材料置于去離子水中浸泡清洗呈中性；烘干；化學(xué)鍍，將烘干后的PAN碳纖維氈材料置于鍍液中進(jìn)行施鍍，使表面鍍覆均勻的Ni-W-P合金層；將施鍍后的PAN碳纖維氈材料置于去離子水中清洗，使其呈中性；在100~200℃條件下烘干8~10h。本發(fā)明的化學(xué)鍍Ni-W-P改性液流電池碳?xì)蛛姌O材料的方法，簡(jiǎn)便易行，容易操作，制作成本低，使Fe/Cr液流電池的整體性能，包括能量效率、庫(kù)倫效率、電壓效率，均得以提高5%左右。
【專利說(shuō)明】化學(xué)鍍N1-W-P改性液流電池碳?xì)蛛姌O材料的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種材料的改性方法，特別是一種化學(xué)鍍N1-W-P改性液流電池碳?xì)蛛姌O材料的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]大規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)是支撐可再生能源并網(wǎng)發(fā)電，推動(dòng)智能電網(wǎng)建設(shè)的關(guān)鍵技術(shù)之一。Fe/Cr液流電池具有能量密度高，成本低的突出優(yōu)勢(shì)，是最具發(fā)展前景的大規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)之一 O
[0003]碳?xì)植牧蟻?lái)源廣泛，價(jià)格低廉，孔隙率大，是液流電池的首選電極材料。但其電化學(xué)活性還不能完全滿足電池的需求，而且在酸性電解液的條件下對(duì)電極材料的可靠性也提出了更高的要求。
[0004]目前針對(duì)碳?xì)蛛姌O的改性方法主要有熱氧化法、液相氧化法、電化學(xué)氧化法、等離子體法、電子束法等。這些方法主要是用來(lái)增加碳?xì)直砻婧豕倌軋F(tuán)的數(shù)量，從而提高碳?xì)蛛姌O的電化學(xué)活性，在 一定程度上提高了電池的性能。這樣的改性手段會(huì)使碳?xì)蛛姌O材料的導(dǎo)電性受損，且不能綜合提升電極材料的性能。電化學(xué)活性、耐蝕性、導(dǎo)電性、強(qiáng)度等均屬于碳?xì)蛛姌O材料的評(píng)價(jià)體系。在碳?xì)稚鲜╁僋1-W-P合金層可以較大程度的滿足該評(píng)價(jià)體系的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種簡(jiǎn)便易行，制作成本低，使Fe/Cr液流電池的整體性能，包括能量效率、庫(kù)倫效率、電壓效率，均得以提高的化學(xué)鍍N1-W-P改性液流電池碳?xì)蛛姌O材料的方法，克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。
[0006]本發(fā)明的化學(xué)鍍N1-W-P改性液流電池碳?xì)蛛姌O材料的方法,步驟如下:
⑴、原料的前處理，對(duì)PAN碳纖維氈材料進(jìn)行清洗、去膠、去雜；
⑵、粗化處理，利用硝酸和硫酸配制粗化液，將PAN碳纖維氈材料浸泡在粗化液中，使粗化液刻蝕PAN碳纖維氈材料表面，增加其表面積；
⑶、同步敏化-活化處理，配制敏化-活化液，將粗化處理后的PAN碳纖維氈材料浸泡在敏化-活化液中，室溫下浸泡時(shí)間0.5~lh，所述的敏化-活化液成份如下:
氯化鈀(PdCl2) 0.3^0.7ml/L 鹽酸(濃度37 %) 55~65ml/L 氯化亞錫(SnCl2) 25~35g/L 氯化鈉(NaCl) 150~170g/L 水余量；
⑷、水洗，將敏化-活化處理后的PAN碳纖維氈材料置于去離子水中浸泡清洗，使其呈中性；
(5)、烘干，在10(T20(TC的條件下烘干8~IOh ；(6)、化學(xué)鍍，將烘干后的PAN碳纖維氈材料置于鍍液中進(jìn)行施鍍，所述的鍍液中各成份和含量如下:
【權(quán)利要求】
1.一種化學(xué)鍍N1-W-P改性液流電池碳?xì)蛛姌O材料的方法，其特征在于:步驟如下: ⑴、原料的前處理，對(duì)PAN碳纖維氈材料進(jìn)行清洗、去膠、去雜； ⑵、粗化處理，利用硝酸和硫酸配制粗化液，將PAN碳纖維氈材料浸泡在粗化液中，使粗化液刻蝕PAN碳纖維氈材料表面，增加其表面積； ⑶、同步敏化-活化處理，配制敏化-活化液，將粗化處理后的PAN碳纖維氈材料浸泡在敏化-活化液中，室溫下浸泡時(shí)間0.5~lh，所述的敏化-活化液成份如下: 氯化鈀(PdCl2) 0.3^0.7ml/L 鹽酸(濃度37 %) 55~65ml/L 氯化亞錫(SnCl2) 25~35g/L 氯化鈉(NaCl) 150~170g/L 水余量； ⑷、水洗，將敏化-活化處理后的PAN碳纖維氈材料置于去離子水中浸泡清洗，使其呈中性； (5)、烘干，在10(T20(TC的條件下烘干8~IOh； (6)、化學(xué)鍍，將烘干后的PAN碳纖維氈材料置于鍍液中進(jìn)行施鍍，所述的鍍液中各成份和含量如下: 硫酸鎳(NiSO4.7H20)10~30g/L 鎢酸鈉(Na2WO4.2H 20)10~20 g/L 次亞磷酸鈉(NaH2PO2.H2O) l(T30g/L 乳酸20~30ml/L 無(wú)水乙酸鈉(NaAC)10~15g/L 蘋果酸2~10g/L 琥珀酸5~15g/L 硫脲5~10mg/L水余量； 所述的施鍍時(shí)鍍液的溫度控制在8(T90°C之間，pH值控制在3~5.5之間； ⑴、水洗，將施鍍后的PAN碳纖維氈材料置于去離子水中清洗，使其呈中性； ⑶、烘干，在10(T20(TC條件下烘干8~10h。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的化學(xué)鍍N1-W-P改性液流電池碳?xì)蛛姌O材料的方法，其特征在于:所述的敏化-活化液成份如下: 氯化鈀(PdCl2) 0.5ml/L 鹽酸(濃度37 %) 60ml/L 氯化亞錫(SnCl2) 30g/L 氯化鈉(NaCl) 160g/L 水余量； 所述的鍍液中各成份和含量如下: 硫酸鎳(NiSO4.7H20) 20g/L 鎢酸鈉(Na2W)4.2H20) 15 g/L 次亞磷酸鈉(NaH2PO2.H2O) 20g/L乳酸25ml/L 無(wú)水乙酸鈉(NaAC)12.5g/L 蘋果酸6g/L 琥珀酸10g/L 硫脲7.5mg/L水余量。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的化學(xué)鍍N1-W-P改性液流電池碳?xì)蛛姌O材料的方法，其特征在于: 所述的前處理是在室溫下將5飛_厚的PAN碳纖維氈材料放入盛有去離子水的燒杯中，在超聲震蕩儀中清洗8~12min，再放入裝有丙酮溶液的燒杯中浸泡25~35min;然后再將PAN碳纖維氈材料放入NaOH溶液(lmol/L)中，在75~85°C條件下浸泡25~35min ;最后將PAN碳纖維氈材料放入去離子水中，經(jīng)超聲震蕩儀清洗8~12min，反復(fù)3次，直至PAN碳纖維氈材料呈中性； 所述的粗化處理是將濃度65飛8%的硝酸和濃度98%的硫酸按體積比1: 1.5~2.5配制成粗化液，在8(T90°C條件下將PAN碳纖維氈浸泡在粗化液中4~6h ； 所述的同步敏化-活化處理是在室溫下進(jìn)行的； 所述的第⑷步中的水洗是在超聲震蕩的作用下反復(fù)清洗3~4次，然后用PH試紙對(duì)其表面檢測(cè)，直至材料呈中性； 所述的施鍍時(shí)間為2(T30min ； 所述的第(7)步中的水洗是浸泡2(T30min，反復(fù)3~4次，然后用PH試紙對(duì)其表面檢測(cè)，直至中性。
【文檔編號(hào)】H01M4/88GK103985883SQ201410216564
【公開日】2014年8月13日 申請(qǐng)日期:2014年5月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月22日
【發(fā)明者】譚毅, 張歡, 李佳艷, 施偉, 李倩 申請(qǐng)人:大連理工大學(xué)