近年来,能源危机和环境污染问题日益加重,发展更清洁有效的可再生能源势在必行。然而,可再生能源具有不稳定性和不连续性,进行新能源发电时通常需要配套的储能设备。全钒氧化还原液流电池,是以不同价态的钒离子溶液为电池反应活性物质,通过不同价态钒离子相互转化来实现电能的储存与释放,安全可靠,且正负电解液之间几乎无交叉污染,成为规模储能的首选技术之一[1,2]。电极作为电化学反应发生的场所,是决定电池性能与循环寿命的关键材料之一。目前为止,国内外广泛使用的电极材料主要是聚丙烯腈基的石墨毡,但石墨毡的亲水性较差,电化学活性较低,尤其作为负极时,对V2+/V3+的催化活性更差,且析氢副反应较严重,大大限制了钒电池的能量效率。目前针对钒电池电极的改性大多集中在对正极VO2+/VO+2氧化还原电对催化活性的提升,而对于负极材料鲜有报道。在碳毡表面修饰金属或金属氧化物,如铋[3]、Mn3O[4]4、Ti O 2/C[5]等虽在一定程度上可以提升负极反应活性,但对钒电池能量密度的提高有限,且处理过程中还可能会造成电极的机械强度和导电网络的破坏,修饰物在长期循环过程中也极易团聚脱落[6]。本文采用静电纺丝技术,结合后续碳化工艺[7],制备了氧化锡-聚丙烯腈基碳纳米纤维(Sn O2/PAN-ECNF),利用氧化锡纳米粒子较高的析氢过电位,及较大的比表面积,提升钒电池负极对于V2+/V3+的电化学催化活性,抑制氢气副反应,进而达到提升钒电池性能的目的。SEM、TEM结果表明,氧化锡纳米颗粒均匀分散在碳纤维中,且有很大一部分分布在纤维表面;循环伏安测试结果显示,在具有较高活性的电纺纤维中掺杂具有高析氢过电位的纳米氧化锡粒子,可以有效提高析氢过电位,抑制氢气的析出;且该材料对于V2+/V3+的氧化还原反应具有明显的催化活性,这可能是电化学表面积的增加和氧化锡纳米粒子的电催化效应共同作用的结果。将其用作钒电池负极材料,进行单电池测试,相比未添加氧化锡纳米粒子的电纺原丝,其能量效率得到大幅提升。