电极材料是电池重要组成部分,它影响电池的整体性能,目前液流电池电极材料面临共性的问题是:电化学极化、欧姆极化和浓度极化会造成电压损失,从而导致电池的功率降低。因此研究电极材料、减小损耗、提高电池性能是本实验的目标。实验中根据改性Hummer法制得氧化石墨烯,并通过涂覆、自组装两种方式分别对碳纸、石墨毡电极进行石墨烯修饰,采用扫描电子显微镜、X射线衍射、X射线光电子能谱、拉曼光谱、红外吸收光谱等物理测试方法对修饰电极的表面形貌、晶体结构、元素含量、表面状态以及官能团进行表征,同时运用循环伏安和交流阻抗的电化学方法对粘结剂的种类、三维石墨烯的含量、预处理的方式及后处理的温度等因素的影响进行研究,最后组装单体电池,在甲基紫精（MV）/4-羟基-2,2,6,6-四甲基哌啶氧化物（4-HO-TEMPO）液流电池体系中进行充放电性能测试。实验结果表明,在碳纸电极表面负载氮掺杂的三维石墨烯作为催化剂,能够构建多层次立体多孔结构,并可以通过粘结剂改善电极的耐久性和亲水性,达到增加电极反应面积,减小浓度极化的目的。相比其它两种粘结剂修饰电极,使用PTFE作为粘结剂并负载三维石墨烯的电极有更高的催化性能。在石墨烯/石墨毡修饰电极的研究中,发现微波前处理更适合石墨烯自组装过程,其改性电极有更高的负载量和更好的催化性能。通过对石墨烯/石墨毡复合电极的后处理发现,含氧官能团对电极导电性、亲水性有重要影响。实验中通过微波处理的石墨烯/石墨毡复合电极,在60 m A·cm^-2电流密度下,容量保持率提高了17.03%,达到了90.21%,远远超过了前人报道的57%,表明改性电极在较大电流充放电上有明显的改善效果。