能源紧缺、化石能源造成的环境污染,促使可再生能源的开发和利用箭在弦上。太阳能、风能、潮汐能等可再生能源虽然具有清洁、取之不尽等优点,但是间歇性阻碍了其大规模应用,大型储能设备的发展弥补了这一缺陷。全钒氧化还原液流电池具有成本低廉、环境友好等优点,在大规模储能领域具有很好的应用发展前景。本文概要介绍了全钒氧化还原电池的关键材料电极、隔膜等,以及钒电池的工作原理。研究了电极材料及其电池的整体电化学性能,主要包括:1、本章以对氨基苯磺酸为原料,通过电聚合的方法在石墨毡纤维表面制备钒离子电化学反应催化剂。与未进行修饰的石墨毡对比,该催化剂表面具有丰富的含氧、氮官能团,不仅对正极电解液VO2+/VO2+具有出色的催化反应,而且能非常明显的抑制负极的析氢反应,在电流密度为100 m A/cm2充放电情况下,该电极的充电电压降低了80 m V,放电电压提高了70 m V。大电流运行情况下,被修饰电极的能量效率相比未修饰电极的能量效率更高。2、本章以磷酸二氢钾为原料,通过浸渍的方法在石墨毡纤维表面附着含磷钾盐,通过高温退火的方式在碳纤维表面负载含磷、氧官能团。通过研究发现电极表面主要以C-P键和O-P键形式存在,对比未进行修饰的电极,正负极电解液在该电极分别出现四个明显的氧化还原峰,且明显抑制了负极析氢过程。当电流密度为120 m A/cm2时,未修饰的电极无法进行充放电过程,该电极能量效率达到78%。在电流密度为150 m A/cm2时,被修饰的电极充放电1000次,能量效率保持在71%,体现出磷-氧共掺杂电极优异的电催化性能和稳定性。