电极的功能与作用
电极在液流电池中扮演着至关重要的角色。与其他类型的电池相比，液流电池的电极具有独特的形态和功能。在液流电池中，储能活性物质以电解液的形式存储在外部的储罐中，电极本身则不含储能活性物质，因此不直接参与电化学反应。
电极的主要作用是为正负极的储能活性物质提供反应场所，促使电解液中的活性物质在电极-电解液界面进行电子的转移，从而实现电能与化学能之间的转换，并最终完成能量的存储或释放。此外，电极还起到导电回路的作用，确保载流子在电极表面进行离子和电子形式的转移，从而确保电池形成一个完整的闭合导电回路。
电极的特点与分类
作为液流电池的重要组成部分之一，电极的材料性能直接影响电化学反应速率、电池内阻以及电解液的分布均匀性和扩散状态，进而影响电池的功率密度和能量转换效率。化学稳定性也直接影响电池的使用寿命。
在液流电池中，主要应用的是全钒液流电池，因此所讨论的电极材料主要指全钒液流电池电极材料。根据全钒液流电池技术的特点，对电极材料提出了以下要求：
1、电极材料应具有对于全钒液流电池正负极不同价态钒离子氧化还原反应具有良好的反应活性和可逆性，以确保电化学反应的高效进行，减小电荷转移电阻和活化极化的影响。
2、电极材料的三维网络结构应稳定且具有适中的孔隙率，为电解液的流动提供通道，实现活性物质的有效传输和均匀分布。此外，电极表面与电解液应具有良好的亲和性，以降低扩散阻力和提高接触面积。
3、电极材料的电导率应高，且与双极板的接触电阻应低，以减小电池的内阻和高电流密度运行条件下的欧姆极化。
4、电极材料需要具备良好的机械强度和柔韧性，以避免在组装过程中发生结构破坏。
5、电极材料应具备良好的耐腐蚀性和化学稳定性，能够在液流电池的工作环境下长期稳定使用。
6、电极材料必须在电池充放电电位窗口内稳定，并且减少析氢、析氧过电位高副反应的发生，以确保电池安全可靠。
7、电极材料的价格应低廉，资源应广泛，且具备长期的使用寿命和环境友好性。
常见电极材料
全钒液流电池所应用的电极材料可分为金属类和碳素类两大类。
金属类电极材料包括Au、Sn、Ti、Pt、Pt/Ti等，具有高电导率和良好的机械性能。
而碳素类电极材料则包括碳毡和石墨毡，其由碳纤维构成，具有良好的机械强度和大表面积，可提高催化活性。碳毡或石墨毡通常来源于不同的碳纤维原料，其中聚丙烯腈基碳毡由于其导电性和表面活性优势，在商业化液流电池中应用较为广泛。
免责声明:本公众号基于分享的目的转载，转载文章的版权归原作者或原公众号所有，如有涉及侵权请及时告知，我们将予以核实并删除。
原文始发于微信公众号（储能知识库）：「干货分享」——液流电池中电极材料科普
