[发明专利]一种全钒液流电池用改性双极板制备方法

说明书

本发明提供一种全钒液流电池用改性双极板制备方法。该方法包括均匀原料组分成型、表面喷涂导电剂、两次热压和恒温冷却。本发明提供的技术方案将导电涂层与基层充分热熔在一起，大大降低了制得的双极板具有分层结构的弊端，解决了过充和长时间运行后，面电阻增加和结构改变等问题，制得的双极板具有面电阻小，机械性能强，抗氧化抗腐蚀性能好等优点。

技术领域

本发明属于储能电池制造领域，具体为一种全钒液流电池用改性双极板制备方法。

背景技术

全钒氧化还原液流电池由储液罐、管路、泵、电堆等构成，具有不同于传统电化学电池的特点：电堆电极的表面积和单体电池数决定了功率；电解液活性物质的量决定了容量，所有电堆共用全部的电解液。可作为备用电源和电网调峰等。全钒液流储能电池的重要部件之一为双极板。双极板的材料应具有良好的导电性、耐腐蚀性、阻液性以及一定的机械强度。可以用于全钒液流储能电池的双极板材料主要有石墨和碳塑复合材料。

碳塑复合材料制备的双极板主要优点是加工简单、成本低，适合大规模生产。碳塑复合双极板由聚合物和导电填料混合后经模压、注塑等方法制作成型，其机械性能主要由聚合物提供，机械强度通过在聚合物中加入石墨纤维、玻璃纤维、聚酯纤维、棉纤维等短纤维以提高，其导电性能由导电填料形成的导电网络提供，用来作为导电填料的材料有碳纤维、石墨粉和碳黑。

申请号为201210103754.0、名为《一种钒电池用导电塑料双极板的制备方法》的中国专利提供了一种导电塑料双极板，该技术将导电塑料原料在高温机中混合均匀，通过双螺杆挤出机挤出成型，并在塑料板表面喷涂导电剂，在表面形成导电涂层，制得导电塑料双极板，该双极板导电率高并且比表面积大、与电极之间接触好，钒电池性能高。根据记载的内容发现当钒电池循环运行时间比较长时，正极侧的导电塑料极板会出现鼓包甚至分层的现象，严重影响钒电池的使用寿命。

发明内容

本发明的目的在于提出一种全钒液流电池用改性双极板的制备方法，能够解决现有技术中导电塑料双极板材料制备方法存在的极板分层的缺陷。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种全钒液流电池用改性双极板的制备方法，所述方法包括如下步骤：

1)制备树脂、导电剂和助剂混合料；

2)用所得混合料制备极板；

3)于所述极板表面喷涂导电涂层，进行两次热压、冷却后制得改性双极板；

优选的，所述步骤1)中各组分的质量百分比为：

导电剂20％～70％；

树脂粉末20％～70％；

助剂20％～30％。

优选的，所述导电涂层包括按质量百分比计的下述组份：

导电剂20％～30％；

树脂粉末10％～20％；

溶剂60％～80％。

优选的，所述步骤1)中，于40～50℃下在600～2000转/分的高速混合机中混合。

优选的，所述导电剂包括从导电炭黑、石墨粉、乙炔黑、碳纤维和碳纳米纤维管中选出的一种或几种。

优选的，所述树脂粉末包括PE、PP和PVC。

优选的，所述助剂包括分散剂、偶联剂和稀释剂；所述分散剂包括丙烯酸醋类；所述偶联剂包括铁酸醋偶联剂或硅炕偶联剂；所述稀释剂包括液体石蜡或异丙醇。

优选的，所述溶剂包括无水乙醇。

优选的，步骤3)中所述喷涂方法包括从热喷涂和静电喷涂中选出的一种或两种组合。