全钒液流电池是一种新型的绿色二次电池,具有容量独立、安全性高、寿命长等优点,在电网调峰系统和大规模光电、风电转换系统中得到应用。由于受到电极材料和隔膜的影响,全钒液流电池的开发仍未达到理想的大规模应用的要求。本文制备了氮化钛修饰的石墨毡电极,研究其作为全钒液流电池负极的性能。首先,将商用的氮化钛纳米颗粒沉积在玻碳电极上制成TiN（c）/GC电极,研究其对V³⁺/V²⁺氧化还原电对的电化学性能。结果表明,氮化钛（TiN）对V³⁺/V²⁺氧化还原电对具有准可逆特性和较高的电催化性能。然后,将商用的氮化钛纳米颗粒负载于石墨毡上制成TiN（c）/GF电极,用作全钒液流电池的负极进行恒电流充放电测试。结果表明,TiN（c）/GF的初始充电容量为688.1 mAh,达到理论容量的85.6%,比石墨毡电极提高了11%。采用四氯化钛超声浸渍法制得二氧化钛修饰的石墨毡TiO₂（s）/GF,随后通过氨氮高温还原为氮化钛修饰的石墨毡TiN（s）/GF,将其作为全钒液流电池的负极进行恒电流充放电测试。结果表明,TiN（s）/GF的初始充电容量为699.9 mAh,达到理论容量的87.1%,比石墨毡电极提高了34%。在上述研究工作的基础上,论文采用水热法在石墨毡上修饰二氧化钛纳米线,随后通过氨氮高温还原为氮化钛纳米线,制得氮化钛修饰的石墨毡TiN NWs@GF,制备工艺的优化条件为水热反应温度150℃,反应时间8 h,氨氮高温还原时的氨气气流与样品成90°,热处理温度850℃。利用扫描电镜、X射线衍射分析、X射线光电子能谱等材料测试方法对制备的样品进行结构表征。结果表明,TiN NWs直立生长在石墨毡的表面,长度约为4μm,宽度约为500 nm,垂直放置的样品中Ti—O键和O—Ti—N键的峰面积比率比水平放置降低了5.2%和6.5%,而Ti-N键的峰面积比率提高了11.7%。将制得的TiN NWs@GF电极组装在圆柱形电池中,初始放电容量为591.1 mA?h,达到理论放电容量的73.5%,比原始石墨毡提高20.8%,经循环测试后容量保留率为84.6%。