[发明专利]杂原子掺杂液流电池用电极材料

权利要求书

1.一种电极，包含通过高温分解法形成杂原子掺杂的碳素类电极材料。

2.如权利要求1所述的电极，其中所述碳素类电极材料可以选自碳毡、石墨毡、碳布或碳纸中的一种或多种。

3.如权利要求1或2所述的电极，其中所述电极中氧/碳比的范围可以为0.05-0.20，除氧之外的其他杂原子/碳比的范围可以为0.004-0.10；优选地，所述电极中氧/碳比的范围可以为0.08-0.20，如0.09～0.12；除氧之外的其他杂原子/碳比的范围可以为0.005-0.10，如0.015～0.025；例如，电极中磷/碳比可以是0.021，氧/碳比可以是0.109。

4.如权利要求1-3任一项所述的电极，其中所述杂原子选自磷，硼，硫等中的一种或多种及氧；例如，所述电极为磷和氧共掺杂的复合碳素电极。

5.一种如权利要求1-4任一项所述的电极的制备方法，包括以下步骤：

步骤1)将碳素电极材料浸泡在杂原子含杂原子的化合物的溶液中超声，并烘干至衡重，得到负载杂原子的碳素电极材料；

步骤2)取步骤1)所得的负载杂原子的碳素电极材料置于石英管中，加热并恒温反应，并冷却至常温。将冷却后的电极材料置于盐酸中浸泡，并使用水洗涤至中性，烘干，即得目标电极。

6.一种如权利要求5所述的制备方法，其中步骤1)中，

所述含杂原子的化合物可以为含磷、硼、硫或氧等中的一种或多种原子的无机或有机化合物，例如含磷卤盐、含硼卤盐或含硫卤盐，作为示例性的实例，可以为磷酸二氢钾，磷酸二氢钠，磷酸二氢锂；

所述杂原子含杂原子的化合物溶液的浓度可以为2wt％-30wt％，例如为5wt％、2wt％或10wt％；所述溶液可以是水溶液。

7.一种如权利要求5或6所述的制备方法，其中步骤2)中，

将负载杂原子的碳素电极材料置于石英管中，优选在惰性气体中加热，例如在氦气、氖气、氩气或氪气中的一种或多种氛围中加热；

所述恒温反应可以在500～1000℃(如700℃、800℃、900℃)下恒温20～120min(如30～60min)；

所述盐酸可以为氯化氢与水以任意比配制成的溶液，优选稀盐酸溶液，例如5～10wt％的盐酸溶液；

所述水优选为去离子水。

8.如权利要求1-4任一项所述电极的用途，其用于液流电池，特别是全钒液流电池。

9.一种电池，包含如权利要求1-4任一项所述的电极。

10.如权利要求9所述电池的用途，其用作光伏发电储能电池、电动汽车电源或风力发电动态储能电池等。