液流电池的“肌肉”——电极毡

液流电池的电极本身不参与电化学反应，但却是充放电时活性物质反应的场所。

以全钒液流电池为例，电池的正负极电解液含有不同价态的钒离子。电解液分别从储罐泵入隔膜两侧的电极中，钒离子在电极上得失电子。

放电时，电池与负载相连，电流在两极间通过，并被送至负载，液流电池将化学能转化为电能。充电（储能）时，外部电源连接在电池上，外部电源的电流从电解液中通过，钒离子价态改变，电能转化为化学能储存起来。

液流电池的工作原理就决定了对电极材料的要求。碳纤维石墨软毡适合作为液流电池的电极材料主要是由于这些特性：

1.导电性强：从原丝纤维到碳毡，再到石墨软毡，材料经过了预氧化、低温碳化、高温碳化、石墨化之后，含碳量越来越高，微观结构越来越接近由碳原子组成的六边形层状结构。这种结构使得石墨软毡的导电性强，能做良好的液流电池电极材料。

2.成本较低：目前液流电池发展的关键点之一就是要降低成本。虽然部分贵金属也可以作为液流电池电极材料，但是成本高。而石墨软毡成本更低，可以为液流电池的整体降低成本。

3.液体浸润性好：碳纤维石墨软毡是由纤维非织造、针刺成型，材料孔隙率合适，比表面积较高，为液流电池电解液的流动提供通道。

4.耐腐蚀性：全钒液流电池电解液含有硫酸，铁/铬液流电池电解液含有盐酸，电极材料需要与电解液长时间接触（液流电池工作时长可达6小时）。而石墨软毡耐酸碱性，因此适合于在液流储能系统中做电极材料。

5.质量轻：液流电池电堆是将十几个到几十个电池单体层层组合在一起，每个电池单体中有两块电极，因此电极在电堆中用量较大。碳纤维石墨电极毡质量轻，能优化液流电池模块整体结构，减轻重量。

电极作为电堆的重要组成部分，其特性也对电堆功能有间接影响。为了达到更好的使用效果，米格新材液流电池电极石墨毡区别于热场保温石墨软毡，特别研发。

从原料上看，热场保温多用黏胶基石墨毡，其综合保温隔热性能优于PAN基石墨软毡；而液流电池电极则主要用PAN基软毡。采用低含油率、高卷曲数的优异PAN纤维，电极毡成品质量更高。

从工艺上看，石墨软毡如果直接用于液流电池电极，电化学活性和可逆性仍不够好。液流电池电极毡比保温石墨毡增加了活化改性工艺。米格新材间断式低温活化相对于传统的高温活化，能降低接触电阻，提高库仑效率、电压效率等，并且降低在活化过程中对碳纤维强度的损伤，提高产品质量及使用寿命。

从产品上看，相对于保温毡，液流电池电极毡厚度更薄，对均匀性要求更高。米格新材基于自主研发的连续式生产线生产，厚度均匀性好，有利于液流电池电解液的分布和扩散。

总的来说，液流电池电极石墨毡是新能源储能领域的重要材料。米格新材持续和科研伙伴、客户共同探索更好的液流电池材料。液流电池的问世已有约50年，我们仍在向前。