全钒氧化还原液流电池（All vanadium redox flow battery,VRFB）是一种循环寿命长、能量效率高、安全的新型绿色储能系统。可作为大型的工业储能装置,与风能、水能和太阳能等可再生的绿色能源配套使用。电极材料是全钒氧化还原液流电池的关键组成之一,电极为电池反应提供了场所,对电池的性能有着至关重要的影响。聚丙烯腈基（PAN）石墨毡因其特殊的化学和物理性能被广泛用做全钒氧化还原液流电池的电极材料,在近年来被不断研究。由于未处理的石墨毡具有亲水性和电化学可逆性较差等问题,需要对其进行改性处理。本论文通过两种不同的方法对石墨毡进行了改性,并通过SEM、XPS、CV、EIS等表征方法对制备的改性碳毡的物理性能和电化学性能进行了研究。首先,本论文通过低温尿素水热改性方法（低于220℃）成功地制备了高性能的氮掺杂碳毡,实验结果表明这种方法制备的氮掺杂碳毡做为全钒液流电池的电极材料具有更好的电化学性能和电池性能。本实验对不同的尿素水热处理温度对含氮官能团结构的影响进行了研究和探讨,通过对改性碳毡的表面形貌、循环伏安曲线、X射线光电子能谱和单电池性能等进行表征,探究了低温尿素水热改性碳毡的各项性能。实验结果表明,由于成功引入了含氮官能团,特别是有效地增加了吡啶氮官能团的含量,改性后的氮掺杂碳毡表现出了优异的电化学性能,使用改性后氮掺杂碳毡作为全钒液流电池的电极材料,其能量效率在电流密度高达150 mA cm^-2的条件下达到了81.32%,相比于未改性的碳毡有了8.35%的提升。其次,为了制备充放电循环寿命更长,更利于商业化使用的改性碳毡,本论文通过溶胶-凝胶法和高温碳化法成功的制备了碳气凝胶掺杂的碳毡并作为全钒液流电池电极材料使用。实验对碳碳复合的碳毡电极的表面形貌和纳米多孔结构进行了表征,并研究了改性碳毡的循环伏安曲线、交流阻抗谱图和电池充放电循环性能等。结果表明改性后的碳气凝胶掺杂碳毡的比表面积显著增加,从未改性碳毡的1.13 m²g^-1增大到了57.16 m² g^-1,其电荷传导电阻从1.84Ω减小到了0.21Ω。在160 mA cm^-2的高电流密度下,使用碳气凝胶掺杂改性碳毡作为液流电池电极材料的单电池的能量效率相比于未处理的碳毡有了32.66%的提升。