一種液流電池多孔電極材料電化學測試用工作電極的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種液流電池多孔電極材料電化學測試用工作電極，包括電極套、導線、密封墊片、電極、多孔電極材料夾套，所述電極套下部可與多孔電極材料夾套上部通過螺紋連接；所述密封墊片置于電極套和多孔電極材料夾套之間，阻止電解液滲入；所述多孔電極材料夾套下部開有圓形或方形的小孔，用于放置多孔電極材料。該種工作電極結構簡單，操作方便，成本低廉，實用性強，非常適宜于對碳氈、石墨氈等多孔材料進行電化學測量。
【專利說明】一種液流電池多孔電極材料電化學測試用工作電極
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及材料電化學性能測試領域，特別涉及全釩液流電池用電極材料的電化學測試用工作電極。
【背景技術】
[0002]全釩液流電池因其具有輸出功率和容量相互獨立，系統(tǒng)設計靈活；能量效率高，壽命長，運行穩(wěn)定性和可靠性高，自放電低；選址自由度大，無污染、維護簡單，運營成本低，安全性高等優(yōu)點，在規(guī)模儲能方面具有廣闊的發(fā)展前景，被認為是解決太陽能、風能等可再生能源發(fā)電系統(tǒng)隨機性和間歇性非穩(wěn)態(tài)特征的有效方法，在可再生能源發(fā)電和智能電網(wǎng)建設中有著重大需求。
[0003]電極作為液流電池的關鍵部件之一，其性能對液流電池的影響極大，尤其是電極的電催化活性，直接決定電化學反應的本征反應速率，在極大程度上影響著電池的工作電流密度和能量效率。采用三電極體系進行電化學測試是一種評價電極材料電催化活性的常用手段。
[0004]現(xiàn)在的電化學測量用工作電極主要由電極、電極套和導線構成，通常是用聚四氟乙烯等絕緣管制成電極套，將外徑略大于電極套內徑的電極緊緊壓入電極套中，電極與導線端部可以采用焊接或者通過導電膠、膠黏劑粘結的方式連接起來。這種工作電極比較適合用來研究溶解于溶液中的化學物質，或者是從外部導入的某氣體的電化學特性。如果用來評價電極材料的電催化性能的話，其較適合于測試粉末類材料，即將粉末類材料和粘結劑通過溶劑配成墨水狀，然后滴在工作電極表面，干燥后進行測試。然而目前液流電池的電極材料主要為碳氈或石墨氈這類多孔碳纖維編織材料，如果使用上述工作電極，就需要將其研磨成粉末，但研磨過程會對碳纖維造成結果上的破壞，導致其微觀結構和比表面積都發(fā)生巨大變化，進而使得測試結果不準確。因此目前液流電池電極材料的電化學測試多是通過用樹脂或石蠟將電極試樣封嵌后打磨露出電極表面進行測試。這樣做一方面電極制作過程復雜費時，另一方面打磨過程可能會破壞碳纖維表面，導致實驗數(shù)據(jù)產生偏差，影響測量結果的準確性。
實用新型內容
[0005]本實用新型要解決的問題是提供一種結構簡單、操作方便、實用性強的電化學測量用工作電極，尤其適宜于對碳氈、石墨氈等多孔材料進行電化學測量。
[0006]為解決上述問題，本實用新型采用以下技術方案:
[0007]一種液流電池多孔電極材料電化學測試用工作電極，包括電極套、密封墊片、電極、多孔電極材料夾套，所述電極套下端設有凹槽，電極置于電極套的凹槽內；多孔電極材料夾套上端設有凹槽，凹槽底部向下設有通孔，電極套的下端置于多孔電極材料夾套上端的凹槽內；于電極套的下端面與多孔電極材料夾套的凹槽底部間設有密封墊片，于電極下方的密封墊片上開設有小孔，小孔的位置與凹槽底部通孔相對應；電極經小孔與凹槽底部通孔相通，另一側用導線引出。
[0008]所述電極套下部設有外螺紋、多孔電極材料夾套上端的凹槽內壁上設有內螺紋，電極套與多孔電極材料夾套通過螺紋相螺合。
[0009]所述密封墊片置于電極套和多孔電極材料夾套之間，阻止電解液滲入；所述多孔電極材料夾套凹槽底部開有圓形或方形的通孔，用于放置待測多孔電極材料。
[0010]所述通孔的高度與密封墊片厚度的和等于待測樣品的厚度；電極材質選擇對釩離子氧化還原反應催化活性弱的玻碳或金屬鈦，以獲得低的背景電流。
[0011]所述電極套和多孔電極材料夾套為聚四氟乙烯或聚醚醚酮材質。
[0012]所述密封墊片為氟橡膠或聚四氟乙烯墊片。
[0013]所述多孔電極材料夾套中的樣品放置孔可根據(jù)待測樣品的形狀和大小設計加工，但要小于電極的尺寸，以保證待測樣品和電極完全接觸。
[0014]本實用新型主要用于對多孔電極材料進行電化學測試，例如對全釩液流電池的電極材料的電催化性能進行研究。本發(fā)明結構簡單，操作方便，成本低廉，實用性強；對多孔電極材料沒有任何破壞，非常有利于全釩液流電池電極材料電化學性能的研究，在電池設計初期對電極材料進行篩選。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是本實用新型工作電極的結構示意圖。
[0016]其中:1導線；2電極套；3電極；4密封墊片;5多孔電極材料夾套；6待測多孔材料樣品。
【具體實施方式】
[0017]實施例
[0018]下面結合圖1通過具體實施例對本實用新型作進一步解釋。
[0019]如圖1所示，一種液流電池多孔電極材料電化學測試用工作電極，包括I導線、2電極套、3電極、4密封墊片和5多孔電極材料夾套，其中，導線I可以為銅、銀、金、鉬等金屬絲或金屬棒；電極3為玻碳或金屬鈦材質的圓盤，高度2-5皿1，直徑3-lOmm ;導線I通過導電膠枯在電極3上，然后擠壓入電極套2中；電極套2和多孔電極材料夾套5均為聚四氟乙烯材質，電極套內徑為3-10皿1，外徑6-20皿1，多孔電極材料夾套5外徑為16-30皿1，上部內徑6-20皿1，與電極套2通過螺紋連接，下部內徑3-6皿1，高度2-5皿1，用于放置待測多孔材料樣品。密封墊片4為氟橡膠片，厚0.5-lmm，置于電極套和多孔電極材料夾套之間，阻止電解液滲入。
[0020]進行電化學測試時，只需將剪切好的待測多孔材料樣品壓入多孔電極材料夾套5下部的小孔中并壓緊，使其與電極3接觸良好，即可開始測量。更換樣品簡單快捷，只需將小孔中測完的多孔材料樣品取出，再壓入新的樣品即可。如果電極3表面被污染，可以取下通過螺紋連接的多孔電極材料夾套5，然后將電極3的表面拋光清潔干凈即可，操作簡單，使用方便。并可根據(jù)待測樣品的尺寸更換不同的多孔電極材料夾套，達到“一極多用”的目的。
【權利要求】
1.一種液流電池多孔電極材料電化學測試用工作電極，包括電極套(2)、密封墊片(4)、電極(3)、多孔電極材料夾套(5)，其特征在于:所述電極套(2)下端設有凹槽，電極(3)置于電極套的凹槽內；多孔電極材料夾套(5)上端設有凹槽，凹槽底部向下設有通孔，電極套(2)的下端置于多孔電極材料夾套(5)上端的凹槽內；于電極套(2)的下端面與多孔電極材料夾套(5)的凹槽底部間設有密封墊片(4)，于電極(3)下方的密封墊片(4)上開設有小孔，小孔的位置與凹槽底部通孔相對應；電極(3)經小孔與凹槽底部通孔相通。
2.按照權利要求1所述的工作電極，其特征在于:電極(3)經導線(I)引出。
3.按照權利要求1所述的工作電極，其特征在于:所述電極套(2)下部設有外螺紋、多孔電極材料夾套(5)上端的凹槽內壁上設有內螺紋，電極套(2)與多孔電極材料夾套通過螺紋相螺合。
4.按照權利要求1所述的工作電極，其特征在于:所述密封墊片置于電極套和多孔電極材料夾套之間，阻止電解液滲入；所述多孔電極材料夾套凹槽底部開有圓形或方形的通孔，用于放置待測多孔電極材料。
5.按照權利要求1所述的工作電極，其特征在于:所述通孔的高度與密封墊片厚度的和等于待測樣品的厚度；電極材質選擇對釩離子氧化還原反應催化活性弱的玻碳或金屬鈦，以獲得低的背景電流。
6.按照權利要求1所述的工作電極，其特征在于:所述電極套和多孔電極材料夾套為聚四氟乙烯或聚醚醚酮材質。
7.按照權利要求1所述的工作電極，其特征在于:所述密封墊片為氟橡膠或聚四氟乙烯墊片。
8.按照權利要求1所述的工作電極，其特征在于:所述多孔電極材料夾套中的樣品放置孔可根據(jù)待測樣品的形狀和大小設計加工，但要小于電極的尺寸，以保證待測樣品和電極完全接觸。
【文檔編號】G01N27/30GK203606313SQ201320836074
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2013年12月15日 優(yōu)先權日:2013年12月15日
【發(fā)明者】劉濤, 張華民, 李先鋒, 劉鑫 申請人:中國科學院大連化學物理研究所