本發(fā)明公開了一種新型石墨烯改性碳?xì)值膹?fù)合電極制備方法。屬于能量轉(zhuǎn)換存儲和液流電池技術(shù)領(lǐng)域。其包括以下步驟：取氧化石墨烯(GO)分散于離子液體中，攪拌狀態(tài)下，放入剪切成片狀的碳?xì)植⑼耆耄D(zhuǎn)移至反應(yīng)釜中，經(jīng)離子熱反應(yīng)后，洗滌干燥，即可得到石墨烯改性的碳?xì)謴?fù)合電極材料。本發(fā)明方法用作制備液流電池電極材料，具有分散良好，反應(yīng)均勻，改性效率高，綠色無污染，經(jīng)濟(jì)效益好等優(yōu)點(diǎn)，制備的復(fù)合電極材料在液流儲能領(lǐng)域具有重要應(yīng)用潛力。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種新型石墨烯改性碳?xì)值膹?fù)合電極制備方法，具體為本發(fā)明涉及一種采用離子液體作為反應(yīng)介質(zhì)采用離子熱合成制備石墨烯改性碳?xì)謴?fù)合電極的方法。

本發(fā)明屬于能量轉(zhuǎn)換和儲能技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及大規(guī)模儲能液流電池電極石墨烯改性碳?xì)种苽浞椒ā?/p>

背景技術(shù)

碳?xì)质且毫麟姵兀ㄢC液流電池、鋰硫液流電池等）發(fā)生氧化還原反應(yīng)的場所，是液流電池關(guān)鍵的電極材料。而其電催化活性和反應(yīng)界面面積制約著電池的電化學(xué)性能。還原氧化石墨烯（rGO）具有一定的含氧官能團(tuán)而有一定的親水性，又具有高的比表面積可為電催化反應(yīng)提供更多的反應(yīng)活性位點(diǎn)。因此將rGO修飾于碳?xì)挚纱蟠筇岣咭毫麟姵仉娀瘜W(xué)反應(yīng)性能。

目前已有將氧化石墨烯（GO）修飾于碳?xì)肿鳛殁C電池正極材料的研究，Jing 等人研究中采用含有豐富含氧官能團(tuán)并具有較大比表面積的GO修飾碳?xì)肿鳛閺?fù)合電極，使得液流電池電極對VO₂⁺/VO²⁺的反應(yīng)活性大大增加(M. Jing, et al. Energy Storage Scienceand Technology, 2017, 6, 264-269)。但研究中提到該電化學(xué)活性的提升主要來源于電極有效反應(yīng)面積的提高，而非電催化活性的貢獻(xiàn)，因此石墨烯本征電催化特性并未體現(xiàn)。且方法中采用了普通浸泡的方式將GO吸附于碳?xì)直砻妫m然具有成本低的優(yōu)勢，但也存在結(jié)合力不足，在液流電池長期充放電循環(huán)過程中易脫落的缺點(diǎn)。專利CN 106876727A中同樣采用浸漬的方法將GO修飾在碳?xì)蛛姌O，實(shí)現(xiàn)復(fù)合電極在鋅溴液流電池中應(yīng)用，因此也存在以上不足。

專利CN 110523376 A提供了一種在反應(yīng)工藝中的不同位置加入粘結(jié)劑和石墨烯材料來提高混合效率制備石墨烯復(fù)合碳?xì)值姆椒ā?/p>

專利CN 110504455 A和CN 110504455 A分別提供了一種新的設(shè)備裝置和工藝來提高石墨烯改性碳?xì)衷O(shè)備保護(hù)，改善制備過程耗時長，效率低的問題。

石墨烯改性修飾碳?xì)挚捎行岣唧w系電催化活性，提高電極有效反應(yīng)面積，大大提高氧化還原反應(yīng)活性。而無論對石墨烯復(fù)合碳?xì)种苽湓O(shè)備優(yōu)化，還是對制備工藝過程調(diào)節(jié)都是改善石墨烯修飾碳?xì)中Ч年P(guān)鍵。

因此，本發(fā)明提出了一種在離子液體介質(zhì)中采用離子熱過程調(diào)控制備rGO修飾碳?xì)中路椒ǎ哂懈纳菩Ч麅?yōu)異、綠色無污染、經(jīng)濟(jì)效益好的特點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于提供一種rGO在離子液體介質(zhì)中通過離子熱合成手段修飾碳?xì)种苽鋸?fù)合材料的新方法，并將復(fù)合材料作為液流電池電極應(yīng)用于液流儲能電池。

本發(fā)明采取的技術(shù)方案為：

一種采用離子液體作為反應(yīng)介質(zhì)通過離子熱過程制備rGO改性碳?xì)值膹?fù)合電極方法，所述制備方法包括如下步驟：一種rGO在離子液體中改性碳?xì)值姆椒ǎ涮卣髟谟冢ㄒ韵虏襟E：

（1）將GO超聲、攪拌或振蕩分散于離子液體中，制備均勻分散液S1；

（2）將碳?xì)旨羟谐善瑺睿缓笸耆隨1分散液中；

（3）將浸入碳?xì)值腟1分散液轉(zhuǎn)移至反應(yīng)釜中進(jìn)行離子熱反應(yīng)；