液流電池作為克服可再生能源波動性、間歇性特點(diǎn)的有效手段，可以很好地適應(yīng)可再生能源發(fā)電過程中的季節(jié)更迭、晝夜交替等自然因素的影響。液流電池?fù)碛邪踩愿?、循環(huán)壽命高、成本低、可擴(kuò)展等特點(diǎn)，是一種非常有前景的大規(guī)模儲能技術(shù)。近期在國家對鋰電池應(yīng)用于大規(guī)模儲能方面的安全要求提高后，液流電池受到了越來越多的關(guān)注。目前被廣泛研究并進(jìn)入商業(yè)化的液流電池體系包括：全釩液流電池、鋅溴液流電池、鐵鉻液流電池、硫鐵液流電池等。

雙極板是液流電池中的重要部件，用于實(shí)現(xiàn)多個(gè)電池的串聯(lián)與分隔、電池中產(chǎn)生的電流的傳導(dǎo)，并且為液流電池中的反應(yīng)電極提供支撐。因此，雙極板需要有良好的導(dǎo)電性、較高的機(jī)械強(qiáng)度、相當(dāng)?shù)臍饷苄砸约拜^強(qiáng)的耐腐蝕性，同時(shí)具有良好應(yīng)用前景的雙極板還需要具有可再加工和成本低等特點(diǎn)。目前，雙極板材料類型主要包括石墨雙極板、石墨基復(fù)合雙極板以及金屬雙極板。金屬雙極板使用的金屬材料包括金、鈦、鉑等貴金屬材料，其耐腐蝕性、導(dǎo)電性較好，但其價(jià)格極其昂貴。第二類是鉛金屬雙極板，其缺點(diǎn)是具有相當(dāng)?shù)亩拘圆⑶冶砻嫒菀妆谎趸Ｗ詈笫且活惒讳P鋼雙極板，具有價(jià)格低廉、可加工性強(qiáng)，但其在酸性環(huán)境以及高電位下也非常容易被腐蝕，因此需要對其表面進(jìn)行改性處理。改性方法包括熱噴、絲網(wǎng)印刷、物理氣相沉積、化學(xué)氣相沉積、電鍍、化學(xué)鍍等，但工藝復(fù)雜且生產(chǎn)成本高，并不適合大規(guī)模生產(chǎn)?？傮w而言，金屬雙極板由于種種缺點(diǎn)并不能很好地適應(yīng)具有腐蝕性電解質(zhì)的液流電池體系，石墨雙極板通過先制得石墨板，再通過切割打磨得到，其導(dǎo)電性能良好，并且在酸性條件下穩(wěn)定，可以用作如全釩液流電池的雙極板材料。純石墨雙極板導(dǎo)電率通?？蛇_(dá)到1200 S/cm，但是加工和安裝時(shí)容易斷裂，這也限制了其在大規(guī)模工業(yè)上的應(yīng)用。聚合物-碳素材料復(fù)合雙極板同時(shí)具有高分子樹脂良好的加工性能和機(jī)械強(qiáng)度，以及碳素材料優(yōu)異的導(dǎo)電性能，并且可以降低雙極板的制備成本。以石墨為導(dǎo)電填料和高分子樹脂為輔助原料，制備的石墨基復(fù)合雙極板也廣泛用于全釩液流電池之中。目前，在具有腐蝕性電解質(zhì)的液流電池體系中（如全釩液流電池），普遍采用的是石墨雙極板和石墨基復(fù)合雙極板。石墨雙極板具有突出的化學(xué)穩(wěn)定性、抗腐蝕性、高導(dǎo)電性、低密度等特點(diǎn)，但其加工復(fù)雜，生產(chǎn)成本高，并且成本下降空間非常有限，其生產(chǎn)效率也偏低，這些缺點(diǎn)意味著石墨雙極板在大規(guī)模生產(chǎn)上無法滿足相應(yīng)的要求，很難進(jìn)行實(shí)際產(chǎn)業(yè)上的應(yīng)用。相較而言，石墨基復(fù)合材料通過在石墨主體材料中選擇性添加輔助導(dǎo)電碳材料、增強(qiáng)材料以及樹脂作為粘結(jié)劑，在保持石墨材料出色的導(dǎo)電性、化學(xué)穩(wěn)定性的同時(shí)，可以很好地降低成本，被認(rèn)為是有望大規(guī)模用于液流電池的一類材料。以PVDF和石墨為基體制備了全釩液流電池的雙極板, 并測定了雙極板的電導(dǎo)率和彎曲強(qiáng)度。結(jié)果表明所用膨脹石墨填加量為50%時(shí), 所制得的雙極板同時(shí)具有優(yōu)異的導(dǎo)電性 (92 S/cm) 和機(jī)械強(qiáng)度 (51 MPa)。并且發(fā)現(xiàn)在相同的石墨質(zhì)量下, 顆粒較小的石墨具有更大的接觸面積和更好的分散性, 從而能在雙極板中形成更多的導(dǎo)電通路, 進(jìn)而增加了雙極板的導(dǎo)電性。