全钒液流电池（VRFB）由于其突出的优点受到研究者的关注,例如效率高、寿命长和环境友好等。电极作为VRFB的重要组成部分,为反应提供场所。近年来,随着纳米材料的兴起,碳纳米纤维以其比表面积大和导电性好的特点被用作VRFB的电极材料,静电纺丝是制造碳纳米纤维简单有效的方法。V²⁺/V³⁺氧化还原反应在VRFB中表现出较大的电压损失。因此,提高V²⁺/V³⁺氧化还原反应的电化学动力学是提高VRFB综合性能的有效途径。利用静电纺丝技术制备三种碳基复合纤维,作为VRFB的负极电极进行研究。1)以聚丙烯腈为前驱体,利用静电纺丝技术制备了碳纳米纤维（CNF）,以尿素为氮源,通过液相分散和碳化过程,在温度800-1000℃下制备了氮掺杂CNF（NCNF）,通过材料表征得到氮掺杂没有改变CNF形貌,但使CNF表面缺陷和亲水性增加。研究样品作为VRFB的负极电极的电化学性能,电化学测试结果表明,在900℃处理的NCNF（CNF-N9）性能最佳。使用CNF-N9组装的电池展现出优异的储能性能。2)以钛酸四丁酯和聚丙烯腈为前驱体,利用静电纺丝技术制备了TiO₂/CNF复合纳米纤维,并作为VRFB的负极电极进行研究。研究TiO₂含量对CNF的影响,当TiO₂含量为20%时（CNF-TiO₂-1.0）,金红石TiO₂均匀地分布在CNF中,电化学测试得到CNF-TiO₂-1.0的电化学性能最佳,这是CNF导电性与TiO₂高催化性协同作用的结果。使用CNF-TiO₂-1.0组装的电池具有更高的放电容量。3)以二氯氧化锆和聚丙烯腈为前驱体,通过静电纺丝制备了ZrO₂/CNF复合纳米纤维。系统地研究了ZrO₂含量对CNF作为VRFB负极电极的性能影响,材料表征发现对CNF形貌没有影响,生成的立方型ZrO₂均匀分布在CNF内部,电化学测试得到ZrO₂前驱体添加量为0.18 g（CNF-ZrO₂-18）的样品电化学性能最佳,这归因于添加的ZrO₂对V²⁺/V³⁺反应具有催化作用,提高了离子扩散和电子转移的速率。使用CNF-ZrO₂-18的电池能量效率比空白电池提高了8.2%。图39幅;表9个;参80篇。