石墨在钒电池电解液中的电化学行为

摘要

cqvip:为进一步认识石墨材料在钒电池集流体中的稳定性机理及其影响因素,探讨其作为钒电池关键材料的可行性,进行了循环伏安(CV)、充放电测试。结果表明,石墨在高浓度硫酸溶液中容易形成一阶石墨层间化合物(GIC),其在高电压下容易形成石墨氧化物(GO),使得钒离子在正极反应的可逆性遭到破坏,反应极化增大,电池的性能急剧下降。GO电极在3 mol/L硫酸的钒电解液中,负电位范围(-0.8～0 V)循环伏安扫描之后,生成了GO和还原的石墨氧化物(RGO)的混合物。用它作电极,在0～1.5 V的扫描电位范围内的第一个循环伏安曲线上出现了两个V(IV)的氧化峰,其中一个峰电位1.438 V(vs.SCE)对应的是电极的GO部分,另一个0.998 V(vs.SCE)对应的是电极的RGO部分,与1.438 V(vs.SCE)相比,负移了0.44 V。这与石墨氧化物和还原的石墨氧化物(RGO)的大π键共轭结构和电子导电性随O-C原子比的变化相关。