全钒液流电池（Vanadium Redox Flow Battery,VRFB）具有设计灵活、可循环利用和安全性高等优点，是现今具有发展潜能的大规模储能技术之一。碳毡和石墨毡由于价格经济、电阻较低、具有良好的机械性能和化学稳定性等优点，成为VRFB中典型的碳素类电极材料。然而，这类材料的比表面积小，电化学活性较低，影响VRFB的性能。本文分别通过对石墨毡进行表面分步活化氧化、电极和双极板一体化的制备和沉积钴氧化物修饰碳毡电极，进一步提高VRFB的综合性能。
　　采用分步氧化活化法改性石墨毡电极，制备出具有高催化活性的全钒液流电池电极。石墨毡电极先经过高锰酸钾氧化3天，后置于硫酸和过氧化氢配比为3∶1的活化溶液中进行活化。该方法处理后的电极，其表面C-O-C、O-C=O含氧官能团增多，较未处理的石墨毡具有更高的反应活性和更佳的可逆性。在单电池性能测试中，通过分步氧化活化处理的电极构成的电池，在50mA cm-2的电流密度下，电池的库伦效率达到了95.14%，电压效率为82.19%，表现出78.20%的能量效率。在100mAcm-2电流密度下，测得该电池的能量效率为63.24%，比未处理电极的电池高了约7.33%。
　　制备了一种导电粘合剂，其主要组分为酚醛树脂，石墨粉，碳化硼和二氧化硅。通过导电粘结剂在高温煅烧时的化学反应，将电极与双极板粘结成一体（Integrated Electrode Bipolar Plate，IEBP）。当导电粘结剂中酚醛树脂，石墨粉，碳化硼和二氧化硅的质量比为1∶0.5∶0.5∶0.1，烧结温度为800℃时，制备的IEBP样品具有最高的稳定性和最好的导电性能。通过TG-DSC，XRD和SEM表征，证实粘结剂的结合强度与硼硅酸盐玻璃的形成和B4C氧化的体积补偿密切相关。由IEBP组成的单电池比没有粘合剂的电池具有更好的性能，并且在高达150mA cm-2的电流密度下也能工作。此外，由IEBP组成的电池具有稳定的循环性能，在50mA cm-2的电流密度下，经过100余个充放电循环后，能量效率约为80%，并且仍保持良好粘结状态。
　　通过脉冲电沉积四水合乙酸钴并经后续煅烧，成功制备了具有介孔结构的三维花瓣状四氧化三钴（Co3O4）纳米片并沉积在碳毡表面上。探究了不同形貌Co3O4修饰电极的作用机制：前驱体的形态主导了最终产物的结构，电沉积法首先在碳纤维表面形成了苔藓状非晶态钴化合物，经煅烧演变为具有明显晶格缺陷的Co3O4纳米片；而传统水热合成法制备的催化剂，其在碳纤维表面生成了Co3O4纳米颗粒。与Co3O4纳米颗粒相比，纳米片层状结构具有更高的比表面积和更多的活性位点,制备出的电极具有更佳的电催化活性。用Co3O4纳米片修饰的碳毡电极组成的电池性能显著提高，具有良好的循环稳定性，在80mA cm-2的电流密度下，每个循环的放电容量衰减率仅为2.9mAh，比未修饰的电池低70%。