液流电池作为克服可再生能源波动性、间歇性特点的有效手段，可以很好地适应可再生能源发电过程中的季节更迭、昼夜交替等自然因素的影响。液流电池拥有安全性高、循环寿命高、成本低、可扩展等特点，是一种非常有前景的大规模储能技术。近期在国家对锂电池应用于大规模储能方面的安全要求提高后，液流电池受到了越来越多的关注。目前被广泛研究并进入商业化的液流电池体系包括：全钒液流电池、锌溴液流电池、铁铬液流电池、硫铁液流电池等。
双极板是液流电池中的重要部件，用于实现多个电池的串联与分隔、电池中产生的电流的传导，并且为液流电池中的反应电极提供支撑。因此，双极板需要有良好的导电性、较高的机械强度、相当的气密性以及较强的耐腐蚀性，同时具有良好应用前景的双极板还需要具有可再加工和成本低等特点。目前，双极板材料类型主要包括石墨双极板、石墨基复合双极板以及金属双极板。金属双极板使用的金属材料包括金、钛、铂等贵金属材料，其耐腐蚀性、导电性较好，但其价格极其昂贵。第二类是铅金属双极板，其缺点是具有相当的毒性并且表面容易被氧化。最后是一类不锈钢双极板，具有价格低廉、可加工性强，但其在酸性环境以及高电位下也非常容易被腐蚀，因此需要对其表面进行改性处理。改性方法包括热喷、丝网印刷、物理气相沉积、化学气相沉积、电镀、化学镀等，但工艺复杂且生产成本高，并不适合大规模生产。总体而言，金属双极板由于种种缺点并不能很好地适应具有腐蚀性电解质的液流电池体系，石墨双极板通过先制得石墨板，再通过切割打磨得到，其导电性能良好，并且在酸性条件下稳定，可以用作如全钒液流电池的双极板材料。纯石墨双极板导电率通常可达到1200 S/cm，但是加工和安装时容易断裂，这也限制了其在大规模工业上的应用。聚合物-碳素材料复合双极板同时具有高分子树脂良好的加工性能和机械强度，以及碳素材料优异的导电性能，并且可以降低双极板的制备成本。以石墨为导电填料和高分子树脂为辅助原料，制备的石墨基复合双极板也广泛用于全钒液流电池之中。目前，在具有腐蚀性电解质的液流电池体系中（如全钒液流电池），普遍采用的是石墨双极板和石墨基复合双极板。石墨双极板具有突出的化学稳定性、抗腐蚀性、高导电性、低密度等特点，但其加工复杂，生产成本高，并且成本下降空间非常有限，其生产效率也偏低，这些缺点意味着石墨双极板在大规模生产上无法满足相应的要求，很难进行实际产业上的应用。相较而言，石墨基复合材料通过在石墨主体材料中选择性添加辅助导电碳材料、增强材料以及树脂作为粘结剂，在保持石墨材料出色的导电性、化学稳定性的同时，可以很好地降低成本，被认为是有望大规模用于液流电池的一类材料。以PVDF和石墨为基体制备了全钒液流电池的双极板, 并测定了双极板的电导率和弯曲强度。结果表明所用膨胀石墨填加量为50%时, 所制得的双极板同时具有优异的导电性 (92 S/cm) 和机械强度 (51 MPa)。并且发现在相同的石墨质量下, 颗粒较小的石墨具有更大的接触面积和更好的分散性, 从而能在双极板中形成更多的导电通路, 进而增加了双极板的导电性。
