專利名稱：復合多孔電極、含有其的單電池和電池堆及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及液流電池領(lǐng)域，尤其涉及一種復合多孔電極、含有其的單電池和電池堆及其制備方法。
背景技術(shù)：
全釩氧化還原液流電池分別以釩離子v2+/v3+和V4+/V5+作為電池的正負極氧化還原電對，將正負極電解液分別存儲于兩個儲液罐中，由耐酸液體泵驅(qū)動活性電解液至反應場所(電池堆)再回至儲液罐中形成循環(huán)液流回路，以實現(xiàn)充放電過程。在全釩氧化還原液流電池儲能系統(tǒng)中，電池堆性能的好壞決定著整個系統(tǒng)的充放電性能，尤其是充放電功率及效率。電池堆是由多片單電池依次疊放壓緊，串聯(lián)而成。其中，傳統(tǒng)的液流單電池的組成 如圖I所示。I’為液流框，2’為集流板，3’為多孔電極，4’為隔膜，各組件組成單電池，通過N個單電池的堆疊組成電池堆5’。全釩氧化還原液流電池是通過電解液的電化學氧化還原反應進行存儲電荷和對外供電的，其中，比表面積大的多孔電極是電解液發(fā)生氧化還原反應的場所，是產(chǎn)生電子和質(zhì)子的區(qū)域，因此多孔電極的性能對釩電池的充放電效率產(chǎn)生很大影響。當多孔電極和集流板組合時，由于多孔電極是類似海綿的多孔性碳材料，孔隙率高，硬度低，具有一定彈性，兩者之間會產(chǎn)生較大的接觸電阻。所以一般需要施加一定壓力使多孔電極和集流板之間緊密貼合、接觸良好，但是當受壓力作用時，在受力方向會被壓縮，壓縮后多孔電極的孔徑減小，孔隙率降低，從而影響電解液的滲透擴散及氧化還原反應的順利進行，因此需要在多孔電極的壓縮量和多孔電極與集流板間的接觸電阻兩者之間尋求一個平衡值，即在不過度減小多孔電極孔徑和孔隙率，不影響電解液滲透和擴散的條件下，應盡可能降低多孔電極與集流板之間的接觸電阻。但多孔電極一般都硬度低，較為蓬松，在實際使用中即使壓縮量較大，其與集流板之間的接觸電阻仍然較大，這對釩電池的充放電效率是一個較大損失。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種復合多孔電極、含有其的單電池和電池堆及其制備方法，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中的多孔電極的孔隙率大小與硬度高低難以平衡的問題。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種復合多孔電極，該復合多孔電極包括多孔電極本體以及分布在多孔電極本體中抗彎曲性能優(yōu)于多孔電極本體的強化部，強化部沿多孔電極本體的厚度方向貫通多孔電極本體。進一步地，上述多孔電極本體和強化部一體成型，強化部通過在多孔電極本體中部分區(qū)域的孔隙內(nèi)壁上形成樹脂層而制成。進一步地，上述多孔電極本體上設(shè)置有散布的安裝通孔，強化部與安裝通孔過盈配合，強化部通過在多孔材料的孔隙內(nèi)壁上形成樹脂層制成；或者強化部由發(fā)泡聚氨酯、發(fā)泡聚氯乙烯、發(fā)泡聚乙烯組成的組中的一種制備而成。進一步地，上述強化部通過在多孔電極本體的孔隙內(nèi)壁中形成樹脂層制成時，或者通過在多孔材料中部分區(qū)域的孔隙內(nèi)壁上形成樹脂層制成時，樹脂層的總重量是強化部總重量的f 99%。進一步地，上述樹脂層由熱塑性樹脂組合物或熱固性樹脂組合物形成，熱塑性樹脂組合物包括熱塑性樹脂和重量含量為熱塑性樹脂組合物的0 25%的輔料；或者熱固性樹脂組合物包括熱固性樹脂和重量含量為熱固性樹脂組合物的(T25%的輔料。進一步地，上述輔料為增強組分和/或功能性組分，增強組分為無機硅酸鹽顆粒、短纖維或蒙脫土，功能性組分為炭黑、碳納米管。進一步地，上述強化部的總體積小于復合多孔電極總體積的一半。根據(jù)本發(fā)明的另一方面還提供了一種上述復合多孔電極的制備方法，當復合多孔 電極包括一體成型的多孔電極本體和強化部時，制備方法包括以下步驟:Al、在多孔電極本體中劃分多個待形成強化部的區(qū)域作為強化部基體；以及A2、將樹脂材料浸潰到強化部基體的內(nèi)部孔隙中，在強化部基體孔隙內(nèi)壁上粘附樹脂層，形成強化部，得到復合多孔電極；或者，當復合多孔電極包括分體設(shè)置的多孔電極本體和強化部時，制備方法包括以下步驟BI、在多孔電極本體中劃分多個待形成強化部的區(qū)域，并在該區(qū)域形成安裝強化部的安裝通孔；B2、將樹脂材料浸潰到強化部的基體的內(nèi)部孔隙中，在基體的孔隙內(nèi)壁上粘附樹脂層，并將孔隙內(nèi)壁上粘附有樹脂層的基體制成體積與安裝通孔內(nèi)部容積相同的強化部；以及B3、將強化部嵌入安裝通孔中，使強化部與安裝通孔的內(nèi)壁貼合，得到復合多孔電極；或者，當復合多孔電極包括分體設(shè)置的多孔電極本體和強化部時，制備方法包括Cl、在多孔電極本體中劃分多個待形成強化部的區(qū)域，并在該區(qū)域形成安裝強化部的安裝通孔；C2、將多孔聚氨酯樹脂、多孔PVC樹脂、多孔PE樹脂組成的組中的一種制作成體積與安裝通孔內(nèi)部容積相同的強化部；以及C3、將強化部嵌入安裝通孔中，使強化部與安裝通孔的內(nèi)壁貼合，得到復合多孔電極。進一步地，上述樹脂材料為熱塑性樹脂組合物或熱固性樹脂組合物，熱塑性樹脂組合物包括熱塑性樹脂聚合物和重量含量為熱塑性樹脂組合物的(T25%的輔料；或者熱固性樹脂組合物包括熱固性樹脂聚合物和重量含量為熱固性樹脂組合物的(T25%的輔料；制備方法中步驟A2或步驟B2進一步包括以下步驟S11、將樹脂材料加熱，形成樹脂材料熔體；S12、使樹脂材料熔體浸入強化部基體的孔隙中；以及S13、使樹脂材料熔體固化在強化部基體的孔隙內(nèi)壁上形成具有樹脂層的強化部。進一步地，上述樹脂材料為熱塑性樹脂組合物，熱塑性樹脂組合物包括熱塑性樹脂聚合物和重量含量為組合物(T25%的輔料；制備方法中步驟A2或步驟B2進一步包括以下步驟S21、將樹脂材料溶解于溶劑中，形成樹脂材料的質(zhì)量濃度為0. 5^20%的樹脂材料溶液；S22、使樹脂材料溶液浸潰到強化部基體的孔隙中；以及S23、使強化部基體中的溶劑揮發(fā)，樹脂材料粘附在強化部基體的孔隙內(nèi)壁上形成具有樹脂層的強化部。進一步地，上述樹脂材料為單體或預聚體組合物，包括熱塑性樹脂單體、熱塑性樹脂預聚體、熱固性樹脂單體或熱固性樹脂預聚體中的一種，以及重量含量為單體或預聚體組合物的(T25%的輔料；制備方法中步驟A2或步驟B2進一步包括以下步驟S31、將單體或預聚體組合物加熱，形成單體或預聚體組合物熔體；S32、使單體或預聚體組合物熔體浸入強化部基體的孔隙中；S33、使強化部基體的孔隙中單體或預聚體組合物熔體的單體之間或預聚體之間發(fā)生聚合反應形成聚合物；以及S34、使聚合物固化在強化部基體的孔隙內(nèi)壁上形成具有樹脂層的強化部。進一步地，當上述單體或預聚體組合物含有熱塑性樹脂單體或預聚體時，步驟S31中還包括向樹脂單體或預聚物組合物中加入0. 1% 1%比例的引發(fā)劑的步驟；當單體或預聚體組合物含有熱固性樹脂單體或預聚體時，步驟S31還包括向樹脂單體或預聚物組合物中入0. 1% 1%.比例的催化劑和\或固化劑的步驟。進一步地，上述樹脂材料為單體或預聚體組合物，單體或預聚體組合物包括熱塑性樹脂單體或熱塑性樹脂預聚體或熱固性樹脂單體或熱固性樹脂預聚體和重量含量為單體或預聚體組合物的(T25%的輔料；制備方法中步驟A2或步驟B2進一步包括以下步驟S41、將單體或預聚體組合物溶解于溶劑中，形成單體或預聚體組合物的質(zhì)量濃度為0. 5^20%的單體或預聚體組合物溶液；S42、使單體或預聚體組合物溶液浸潰到強化部基體的孔隙中；S43、使強化部基體的孔隙中單體或預聚體組合物溶液的單體之間或預聚體之間發(fā)生聚合反應形成聚合物；以及S44、使強化部基體中的溶劑、未反應的單體和未反應的預聚體揮發(fā)，并將聚合物固化在強化部基體的孔隙的內(nèi)壁上形成具有樹脂層的強化部。 進一步地，當上述單體或預聚體組合物含有熱塑性樹脂單體或預聚體時，步驟S41還包括將引發(fā)劑與單體或預聚體組合物一同溶解于溶劑中，形成單體或預聚體組合物溶液；當單體或預聚體組合物含有熱固性樹脂單體或預聚體時，步驟S41還包括將催化劑和\或固化劑與單體或預聚體組合物一同溶解于溶劑中，形成單體或預聚體組合物溶液。進一步地，上述輔料為增強組分和/或功能性組分，增強組分為無機硅酸鹽顆粒、短纖維或蒙脫土，功能性組分為炭黑、碳納米管。根據(jù)本發(fā)明的又一方面還提供了一種液流單電池，包括多孔電極和集流板，多孔電極為上述復合多孔電極。根據(jù)本發(fā)明的又一方面還提供了一種液流電池堆，包括至少一個液流單電池，液流單電池包括上述復合多孔電極。當將抗彎曲性能優(yōu)于多孔電極本體的多孔的強化部與多孔電極本體組裝形成復合多孔電極后，使得該復合多孔電極具有導電性及多孔結(jié)構(gòu)的同時，強化部對該復合多孔電極起到骨架支撐作用，提高多孔電極本體的硬度和模量，在與集流板或極板組合時，可以控制其產(chǎn)生較小的壓縮量的情況下，就可與集流板或極板具有良好的界面結(jié)合，降低兩者之間的接觸電阻，從而達到既不影響電解液在復合多孔電極內(nèi)的滲透擴散及氧化還原反應的順利進行，又能保證復合多孔電極與集流板或極板之間具有較低的接觸電阻的效果。除了上面所描述的目的、特征和優(yōu)點之外，本發(fā)明還有其它的目的、特征和優(yōu)點。下面將參照圖，對本發(fā)明作進一步詳細的說明。


附圖構(gòu)成本說明書的一部分、用于進一步理解本發(fā)明，附圖示出了本發(fā)明的優(yōu)選實施例，并與說明書一起用來說明本發(fā)明的原理。圖中圖I示出了現(xiàn)有技術(shù)中常用的單電池及電池堆組裝示意圖；圖2示出了現(xiàn)有技術(shù)中多孔電極與集流板組裝示意圖；圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的一種實施例的復合多孔電極剖面圖；以及圖4示出了根據(jù)本發(fā)明復合多孔電極與集流板組裝示意圖。
具體實施例方式下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明的實施例中的技術(shù)方案進行詳細的說明，但如下實施例以及附圖僅是用以理解本發(fā)明，而不能限制本發(fā)明，本發(fā)明可以由權(quán)利要求限定和覆蓋的多種不同方式實施。在本發(fā)明的一種典型的實施方式中，提供了一種復合多孔電極，如圖3所示，復合多孔電極3包括多孔電極本體31以及分布在多孔電極本體31中抗彎曲性能優(yōu)于多孔電極本體31的強化部33，強化部33沿多孔電極本體31的厚度方向貫通多孔電極本體31。當將抗彎曲性能優(yōu)于多孔電極本體31的多孔的強化部33與多孔電極本體31組裝形成復合多孔電極3后，使得該復合多孔電極3具有導電性及多孔結(jié)構(gòu)的同時，強化部33對該復合多孔電極3起到骨架支撐作用，提高多孔電極本體31的硬度和模量，在與集流板2或極板組合時，可以控制其產(chǎn)生較小的壓縮量的情況下，如圖4所示，就可與集流板2或極板具有良好的界面結(jié)合，降低兩者之間的接觸電阻，從而達到既不影響電解液在復合多孔電極3內(nèi)的滲透擴散及氧化還原反應的順利進行，又能保證復合多孔電極3與集流板2或 極板之間具有較低的接觸電阻的效果。在本發(fā)明一種優(yōu)選的實施例中，上述多孔電極本體31和強化部33 —體成型，強化部33通過在多孔電極本體31中部分區(qū)域的孔隙內(nèi)壁上形成樹脂層而制成。在多孔電極本體31上劃定某些區(qū)域作為強化部33的形成區(qū)域，在該區(qū)域內(nèi)的孔隙內(nèi)壁上形成樹脂層，從而得到抗彎曲強度大于多孔電極本體31的彎曲強度的強化部33。電解液在一體成型的復合多孔電極3內(nèi)部流通時，在降低了與集流板2的接觸電阻的同時在復合多孔電極3內(nèi)部受到的阻力也較小。在本發(fā)明一種優(yōu)選的實施例中，多孔電極本體31上設(shè)置有散布的安裝通孔，強化部33與安裝通孔過盈配合，強化部33通過在多孔材料的孔隙內(nèi)壁上形成樹脂層制成；或者強化部33由發(fā)泡聚氨酯、發(fā)泡聚氯乙烯、發(fā)泡聚乙烯組成的組中的一種制備而成。上述多孔電極本體31與強化部33分體設(shè)置，并將強化部33設(shè)置在多孔電極本體31的安裝通孔內(nèi)使兩者過盈配合，同樣可以起到減少復合多孔電極3的壓縮量以及組裝時與集流板2之間的接觸電阻的作用，而且，復合多孔電極3的這種組合方式使得強化部33可以單獨制作，并且制作強化部33的多孔材料有多種選擇，可以選用材料與多孔電極本體31相同的材料，也可以選用現(xiàn)有技術(shù)中常規(guī)的材料如發(fā)泡聚氨酯、發(fā)泡聚氯乙烯、發(fā)泡聚乙烯組成的組中的一種，只要能滿足強化部33的抗彎曲性能優(yōu)于多孔電極本體31的抗彎曲性能的多孔材料都可用于本發(fā)明，當然，作為復合多孔電極3 —部分的強化部33同時必須具備耐電解液腐蝕的性能。優(yōu)選地，強化部33通過在多孔電極本體31中部分區(qū)域孔隙內(nèi)壁上形成樹脂層制成時，或者通過在多孔材料的孔隙內(nèi)壁中形成樹脂層制成時，樹脂層的總重量是強化部33總重量的廣99%。當強化部33選擇與多孔電極本體31相同材料時，作為強化部33的一部分的的樹脂層的重量控制在強化部33總重量的f 99%內(nèi)，既可以實現(xiàn)對復合多孔電極3的支撐作用，又可以保留多孔性能使電解液在強化部33內(nèi)的流通。在本發(fā)明的復合多孔電極中，樹脂層由熱塑性樹脂組合物或熱固性樹脂組合物形成，熱塑性樹脂組合物包括熱塑性樹脂和重量含量為熱塑性樹脂組合物的0 25%的輔料；或者熱固性樹脂組合物包括熱固性樹脂和重量含量為熱固性樹脂組合物的(T25%的輔料?？捎糜诒景l(fā)明的熱塑性樹脂組包括但不限于聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚醚醚酮；可用于本發(fā)明的熱固性樹脂包括但不限于環(huán)氧樹脂、聚氨酯、酚醛樹脂、脲醛樹脂、聚酰亞胺；為了進一步增強樹脂層的支撐作用或減少樹脂層對復合多孔電極3的性能的影響，可以在熱塑性樹脂或熱固性樹脂內(nèi)混入輔料，而且，輔料的重量一般控制在組合物總重量的25%以下，避免影響樹脂的固化。優(yōu)選地，上述實施例的輔料為增強組分和/或功能性組分，增強組分為無機硅酸鹽顆粒、短纖維或蒙脫土，功能性組分為炭黑、碳納米管。增強組分用于進一 步增強強化部33的抗彎曲性能，功能性組分用于彌補樹脂等非導電性物質(zhì)對復合多孔電極3造成的導電性能降低的缺陷。本發(fā)明的強化部33的設(shè)置主要是為了增強復合多孔電極3的抗彎曲性能，但是，在對抗彎曲性能改善的同時，對復合多孔電極3內(nèi)部的孔隙率會產(chǎn)生一定的不利影響，因此為了尋求孔隙率和抗彎曲性能的平衡，以取得較好的充放電效率，強化部33的總體積小于復合多孔電極3總體積的一半。在本發(fā)明另一種典型的實施方式中，還提供了一種本發(fā)明的復合多孔電極的制備方法，當復合多孔電極包括一體成型的多孔電極本體31和強化部33時，該制備方法包括以下步驟:A1、在多孔電極本體31中劃分待形成強化部33的區(qū)域作為強化部基體；以及A2、將樹脂材料浸潰到強化部基體的內(nèi)部孔隙中，在強化部基體孔隙內(nèi)壁上粘附樹脂層，形成強化部33，得到復合多孔電極3 ;或者當復合多孔電極3包括分體設(shè)置的多孔電極本體31和強化部33時，該制備方法包括以下步驟B1、在多孔電極本體31中劃分多個待形成強化部33的區(qū)域，并在該區(qū)域形成安裝強化部33的安裝通孔；B2、將樹脂材料浸潰到強化部33的基體的內(nèi)部孔隙中，在基體的孔隙內(nèi)壁上粘附樹脂層，并將孔隙內(nèi)壁上粘附有樹脂層的基體制成體積與安裝通孔內(nèi)部容積相同的強化部33 ;以及B3、將強化部33嵌入安裝通孔中，使強化部33與安裝通孔的內(nèi)壁貼合，得到復合多孔電極3 ;或者當復合多孔電極3包括分體設(shè)置的多孔電極本體31和強化部33時，制備方法包括C1、在多孔電極本體31中劃分多個待形成強化部33的區(qū)域，并在該區(qū)域形成安裝強化部33的安裝通孔；C2、將多孔聚氨酯樹脂、多孔PVC樹脂、多孔PE樹脂組成的組中的一種制作成體積與安裝通孔內(nèi)部容積相同的強化部33 ;以及C3、將強化部33嵌入安裝通孔中，使強化部33與安裝通孔的內(nèi)壁貼合，得到復合多孔電極3。在多孔電極本體31上制定一些散布的區(qū)域作為強化部的強化部基體所在區(qū)域，并將強化部33安裝在該區(qū)域內(nèi)，無論強化部33與多孔電極本體31 —體設(shè)置還是分體設(shè)置，都可以實現(xiàn)對多孔電極本體31的整體上的支撐。當兩者一體設(shè)置時，通過浸潰的方法將樹脂材料浸潰到多孔電極本體31的內(nèi)部孔隙中的方法易于實現(xiàn)，比如將多孔電極本體3沿厚度方向垂直水平線放置，在強化部基體的上端放置樹脂材料并利用樹脂材料的重力使其逐步浸潰到強化部基體內(nèi)部的孔隙中；為了加快浸潰速度，在強化部基體兩端連接與其形狀相同的管道，從管道一端通入樹脂材料并加壓，管道另一端抽真空，兩側(cè)管道形成較大壓差，使樹脂材料浸潰到強化部基體中，樹脂材料在強化部基體的孔隙內(nèi)壁上固化后即可粘附其上形成強化部33，起到支撐多孔電極本體31的作用，從而得到的復合多孔電極3具有較好的抗彎曲性能和孔隙率。
當兩者分體設(shè)置時，可單獨制作強化部33，那么強化部33由多種可選的制備方法，為了滿足強化部33的抗彎曲性能優(yōu)于多孔電極本體31的抗彎曲性能，當強化部基體的材料與多孔電極本體31的材料相同時，可以在強化部33的基體內(nèi)部浸潰樹脂，形成具有樹脂層的強化部33 ;當強化部33由多孔聚氨酯樹脂、多孔PVC樹脂、多孔PE樹脂組成的組中的一種制備而成時，強化部33的基體可以進一步浸潰樹脂也可以直接作為強化部33的材料使用，即將多孔聚氨酯樹脂、多孔PVC樹脂、多孔PE樹脂組成的組中的任意一種直接通過切割或者刻蝕的方法制作成體積與安裝通孔內(nèi)部容積相同的強化部33。用于本發(fā)明的強化部基體的材料有多種選擇，并不限于多孔聚氨酯樹脂、多孔PVC樹脂、多孔PE樹脂，只要能滿足的多孔材料都可用于本發(fā)明，當然，作為復合多孔電極3 —部分的強化部同時必須具備耐電解液腐蝕的性能。根據(jù)所用的樹脂材料的不同，本發(fā)明還提供了制備上述強化部33的優(yōu)選的制備、方法。在本發(fā)明一種優(yōu)選的實施例中，上述樹脂材料為熱塑性樹脂組合物或熱固性樹脂組合物，熱塑性樹脂組合物包括熱塑性樹脂聚合物和重量含量為熱塑性樹脂組合物的(T25%的輔料；或者熱固性樹脂組合物包括熱固性樹脂聚合物和重量含量為熱固性樹脂組合物的(T25%的輔料；制備方法中步驟A2或步驟B2進一步包括以下步驟S11、將樹脂材料加熱，形成樹脂材料熔體；S12、使樹脂材料熔體浸入強化部基體的孔隙中；以及S13、使樹脂材料熔體固化在強化部基體的孔隙內(nèi)壁上形成具有樹脂層的強化部33。將具有熱固性樹脂聚合物或熱塑性樹脂聚合物的組合物的熔體浸潰到強化部基體的孔隙中，根據(jù)所用的樹脂的性能，調(diào)節(jié)合適的的溫度等條件使組合物在強化部基體的孔隙內(nèi)壁上固化即可形成強化部33。在本發(fā)明又一種優(yōu)選的實施例中，上述樹脂材料為熱塑性樹脂組合物，熱塑性樹脂組合物包括熱塑性樹脂聚合物和重量含量為組合物0 25%的輔料；制備方法中步驟A2或步驟B2進一步包括以下步驟S21、將樹脂材料溶解于溶劑中，形成樹脂材料的質(zhì)量濃度為0. 5^20%的樹脂材料溶液；S22、使樹脂材料溶液浸潰到強化部基體的孔隙中；以及S23、使強化部基體中的溶劑揮發(fā)，樹脂材料粘附在強化部基體的孔隙內(nèi)壁上形成具有樹脂層的強化部33。將具有熱塑性樹脂聚合物的組合物溶解到熱塑性樹脂的良溶劑中，使該組合物以分散在溶劑中的狀態(tài)浸潰到強化部基體中，這種浸潰方法更有利于熱塑性樹脂聚合物在強化部基體的孔隙中的分散，當溶劑揮發(fā)后在合適的條件下，組合物在強化部基體的孔隙內(nèi)壁上固化形成具有樹脂層的強化部33。將所形成的樹脂材料溶液中的樹脂材料的質(zhì)量濃度控制在0. 5 20%，既可以使樹脂材料溶液快速浸潰到孔隙內(nèi)，又可以實現(xiàn)在孔隙的內(nèi)壁上形成樹脂層的效果。當樹脂材料包含熱塑性樹脂聚合物時，用于溶解其的溶劑包括但不限于甲苯、二甲苯和四氫呋喃。在本發(fā)明又一種優(yōu)選的實施例中，上述樹脂材料為單體或預聚體組合物，單體或預聚體組合物包括熱塑性樹脂單體、熱塑性樹脂預聚體、熱固性樹脂單體和熱固性樹脂預聚體中的一種，以及重量含量為單體或預聚體組合物的0 25%的輔料；制備方法中步驟A2或步驟B2進一步包括以下步驟S31、將單體或預聚體組合物加熱，形成單體或預聚體組合物熔體；S32、使單體或預聚體組合物熔體浸入強化部基體的孔隙中；S33、使強化部基體的孔隙中單體或預聚體組合物熔體的單體之間或預聚體之間發(fā)生聚合反應形成聚合物；以及S34、使聚合物固化在強化部基體的孔隙內(nèi)壁上形成具有樹脂層的強化部33。當選擇以熱塑性樹脂或熱固性樹脂的單體或預聚體作為組合物的一部分時，由于單體或者預聚體的分子量較聚合物的分子量小，在強化部基體內(nèi)部更易分散更快地浸潰到強化部基體的孔隙中，當浸潰完成后，在合適的條件下即可使單體或預聚體聚合形成聚合物，固化后即可形成具有樹脂層的強化部33。在本發(fā)明又一種優(yōu)選的實施例中，上述樹脂材料為單體或預聚體組合物，單體或預聚體組合物包括熱塑性樹脂單體或熱塑性樹脂預聚體或熱固性樹脂單體或熱固性樹脂預聚體和重量含量為單體或預聚體組合物的0 25%的輔料；制備方法中步驟A2或步驟B2進一步包括以下步驟S41、將單體或預聚體組合物溶解于溶劑中，形成單體或預聚體組合物的質(zhì)量濃度為0. 5^20%的單體或預聚體組合物溶液；S42、使單體或預聚體組合物溶液浸潰到強化部基體的孔隙中；S43、使強化部基體的孔隙中單體或預聚體組合物溶液的單體之間或預聚體之間發(fā)生聚合反應形成聚合物；以及S44、使強化部基體中的溶劑、未反應的單體和未反應的預聚體揮發(fā)，聚合物固化在強化部基體的孔隙的內(nèi)壁上形成具有樹脂層的強化部33。 將熱塑性單體或預聚體溶解在溶劑中使得單體或預聚體在溶劑中以分散的形式存在，當浸潰到強化部基體時，單體或預聚體以較快的速度在強化部基體的孔隙中擴散，并適當?shù)臈l件下聚合形成聚合物，當溶劑揮發(fā)后，單體或預聚體在強化部基體的孔隙內(nèi)壁上固化，形成具有樹脂層的強化部33。單體或預聚體組合物溶液向多孔電極本體31中浸潰時，既要滿足快速浸潰的目的，又要使其中的單體或預聚體的濃度足以聚合形成聚合物，因此，將單體或預聚體組合物溶液中單體或預聚體組合物的質(zhì)量濃度為0. 5 20%。當聚合物形成后，為了促進聚合物固化并避免未反應的單體和未反應的預聚體留在多孔電極本體31中對所形成的復合多孔電極3的孔隙造成過多的堵塞，以及溶劑殘留在多孔電極本體31中后在多孔電極工作時混入電解液中影響電池的性能，一般需要將它們除去，可以采用加熱、通風排氣裝置使溶劑、未反應的單體和未反應的預聚體揮發(fā)。同時，為加快上述實施例的樹脂材料的浸潰速度，提高復合多孔電極3的制備效率，可通過在樹脂材料或組合物浸入的一端增加溶液壓力或熔體壓力或降低溶液的濃度或熔體的粘度，改善流動性實現(xiàn)。降低溶液的濃度或熔體的粘度可采用提高溫度、降低溶液濃度或向熔體添加稀釋劑等方法，可用于本發(fā)明的稀釋劑包括但不限于為甲苯、乙醇、丙酮、丁醇、二丁酯等試劑。在上述優(yōu)選的實施例中，上述輔料為增強組分和/或功能性組分，增強組分為無機硅酸鹽顆粒、短纖維或蒙脫土，功能性組分為炭黑、碳納米管。增強組分用于進一步增強強化部33的抗彎曲性能，功能性組分用于彌補樹脂等非導電性物質(zhì)對復合多孔電極3造成的導電性能降低的缺陷。為了進一步加快復合多孔電極的制備速度，當單體或預聚體組合物含有熱塑性樹脂單體或預聚體時，步驟S31中還包括向樹脂單體或預聚物組合物中加入0. 1% 1%比例的引發(fā)劑的步驟；當單體或預聚體組合物含有熱固性樹脂單體或預聚體時，步驟S31還包括向樹脂單體或預聚物組合物中入0. 1% 1%.比例的催化劑和\或固化劑的步驟。同樣，為了進一步加快復合多孔電極的制備速度，當單體或預聚體組合物含有熱塑性樹脂單體或預聚體時，步驟S41還包括將引發(fā)劑與單體或預聚體組合物一同溶解于溶劑中，形成單體或預聚體組合物溶液；當單體或預聚體組合物含有熱固性樹脂單體或預聚體時，步驟S41還包括將催化劑和\或固化劑與單體或預聚體組合物一同溶解于溶劑中，形成單體或預聚體組合物溶液。當組合物含有熱塑性樹脂單體或預聚體時，可用于本發(fā)明的引發(fā)劑包括但不限于偶氮類引發(fā)劑、過氧化物類引發(fā)劑及紫外光；當組合物含有熱固性樹脂單體或預聚體時，可用于本發(fā)明的催化劑為可引發(fā)所用樹脂聚合反應的酸類、堿類、兩性類等各種催化劑；可用于本發(fā)明的固化劑為為能夠引發(fā)所用樹脂固化反應的常溫、中溫或高溫等各種固化劑。在本發(fā)明的又一種典型的實施方式中，還提供了一種液流單電池，包括多孔電極和集流板2，上述多孔電極為上述復合多孔電極3。在本發(fā)明的復合多孔電極的電解液滲透擴散以及氧化還原反應得以改善的基礎(chǔ)上，使得單電池的充放電效率得到改善。在本發(fā)明的又一種典型的實施方式中，還提供了一種液流電池堆，包括至少一個液流單電池，該液流單電池包括上述復合多孔電極3。在本發(fā)明的復合多孔電極的電解液滲 透擴散以及氧化還原反應得以改善的基礎(chǔ)上，電池堆的充放電效率也得到改善。以下將結(jié)合實施例和對比例，進一步說明采用本發(fā)明的有益效果。實施例I原料選用石墨氈為多孔電極本體的材料，孔隙率為85%，外形尺寸為36mm*36mm*8mm。選用聚苯乙烯為浸潰樹脂,溶劑為二甲基甲酰胺。制備過程制備強化部基體在該石墨氈上劃分相互平行的兩組圓柱形區(qū)域，每組區(qū)域中有三個圓柱形區(qū)域，組與組之間的相鄰圓柱形區(qū)域?qū)帕?，所有圓柱形區(qū)域的總體積是復合多孔電極總體積的20%，將該區(qū)域內(nèi)的石墨氈切割出來作為強化部基體，剩余的帶有圓柱形通孔的石墨氈作為多孔電極本體；制備強化部將聚苯乙烯樹脂溶解于二甲基甲酰胺中形成質(zhì)量濃度為18%的溶液，然后將強化部基體浸入到該溶液中，待該溶液均勻浸潰到強化部基體內(nèi)，緩慢加熱至155°C，保持6h使二甲基甲酰胺逐漸完全揮發(fā)；再緩慢冷卻至25°C使聚苯乙烯析出固化，SP形成含有聚苯乙烯樹脂的樹脂層，由該樹脂層和強化部基體組成強化部，樹脂層的總重量是得到的強化部總重量的10% ；制備復合多孔電極將該強化部安裝到多孔電極本體的圓柱形通孔內(nèi)，得到復合多孔電極。將集流板、液流框、隔膜和該復合多孔電極組裝得到實施例I的單電池。實施例2原料選用石墨氈為多孔電極本體材料，孔隙率為85%，外形尺寸為36mm*36mm*8mm。選用高密度聚乙烯為浸潰樹脂。制備過程制備強化部基體在該石墨氈上劃分相互平行的兩組區(qū)域，每組區(qū)域中有三個相互隔離的圓柱形區(qū)域，組與組之間的相鄰圓柱形區(qū)域?qū)帕校袌A柱形區(qū)域的總體積是復合多孔電極總體積的15% ；制備強化部將高密度聚乙烯在180°C下熔為熔體；然后將該熔體置于強化部基體的上端，使該熔體浸入到強化部基體中，待該熔體均勻浸潰到強化部基體內(nèi)，緩慢冷卻至25°C使聚乙烯樹脂析出固化，即形成含有高密度聚乙烯樹脂的樹脂層，由該樹脂層和強化部基體組成強化部，得到復合多孔電極，樹脂層的總重量是得到的強化部總重量的95%。將集流板、液流框、隔膜和該復合多孔電極組裝得到實施例2的單電池。實施例3原料選用石墨氈為多孔電極本體的材料，孔隙率為85%，外形尺寸為36mm*36mm*8mm。選用苯乙烯為浸潰物,溶劑為甲苯，引發(fā)劑為偶氮二異丁腈。制備過程制備強化部基體在該石墨氈上劃分相互平行的三組區(qū)域，每組區(qū)域中有三個相互隔離的長方體區(qū)域，組與組之間的相鄰長方體區(qū)域交錯排列，所有長方體區(qū)域的總體積是復合多孔電極總體積的48% ；
制備復合多孔電極將偶氮二異丁腈和苯乙烯單體混合形成含有0. 8wt%偶氮二異丁腈的組合物，將上述組合物溶解于甲苯中形成質(zhì)量濃度為2wt%的溶液；將石墨氈置于配備有排氣和加熱裝置的平底反應器中，反應器尺寸為40mm*40mm*35mm，然后向反應器中加入上述溶液，使該溶液浸入強化部基體，其浸入過程為在強化部基體的兩端連接與其形狀相同的管道，從管道一端通入添加該溶液并加壓，管道另一端抽真空，兩側(cè)管道形成較大壓差，使溶液浸潰到強化部基體內(nèi)；然后升高反應器溫度至110 115°C，在該溫度下保持4. 5h使少量的苯乙烯聚合形成聚苯乙烯，隨后繼續(xù)升高溫度至150 160°C，在該溫度下保持3h，使絕大部分的苯乙烯聚合形成聚苯乙烯，聚合反應結(jié)束，單體的轉(zhuǎn)化率可達95% ;開啟抽風排氣裝置使未聚合的苯乙烯單體和小分子物質(zhì)排出，冷卻至室溫即形成含有聚苯乙烯樹脂的樹脂層，由該樹脂層和強化部基體組成強化部，得到復合多孔電極，樹脂層的總重量是強化部總重量的2. 5%。將集流板、液流框、隔膜和該復合多孔電極組裝得到實施例3的單電池。實施例4原料選用石墨氈為多孔電極本體的材料，孔隙率為85%，外形尺寸為36mm*36mm*8mm。選用苯乙烯為浸潰物，引發(fā)劑為偶氮二異丁腈。制備過程制備強化部基體在該石墨氈上劃分相互平行的三組區(qū)域，每組區(qū)域中有三個相互隔離的長方體區(qū)域，組與組之間的相鄰長方體區(qū)域交錯排列，所有長方體區(qū)域的總體積是復合多孔電極總體積的40%，將該區(qū)域內(nèi)的石墨氈切割出來作為強化部基體，剩余的帶有長方體通孔的石墨氈作為多孔電極本體；制備強化部將石墨氈置于配備有排氣和加熱裝置的密閉的平底反應器中，反應器尺寸為40mm*40mm*35mm,然后向反應器中加入含有l(wèi)wt%偶氮二異丁腈的苯乙烯單體,使該強化部基體浸入苯乙烯中，向反應器中通N2保護，然后升高反應器溫度至115 120°C，在該溫度下保持4. 7h，使苯乙烯單體先進行預聚合，此過程中單體的轉(zhuǎn)化率可達48%。隨后繼續(xù)升高溫度至175 180°C，在該溫度下保持3. 5h，對聚苯乙烯預聚體進行后聚合，聚合反應結(jié)束，單體的轉(zhuǎn)化率可達95%;開啟抽風排氣裝置使未聚合的苯乙烯單體和小分子物質(zhì)排出，冷卻至室溫即形成含有聚苯乙烯樹脂的樹脂層，由該樹脂層和強化部基體組成強化部，樹脂層的總重量是強化部總重量的95% ；制備復合多孔電極將該強化部安裝到多孔電極本體的長方體通孔內(nèi)，得到復合多孔電極。將集流板、液流框、隔膜和該復合多孔電極組裝得到實施例4的單電池。實施例5原料選用石墨氈為多孔電極本體的材料，孔隙率為85%，外形尺寸為36mm*36mm*8mm。選用聚氨酯單體甲苯二異氰酸酯和聚酯多元醇為浸潰物,催化劑為三亞乙基二胺，擴鏈劑為乙二胺，交聯(lián)劑為丙三醇。制備過程制備強化部基體在該石墨氈上劃分相互平行的三組圓柱形區(qū)域，每組區(qū)域中有三個圓柱形區(qū)域，組與組之間的相鄰圓柱形區(qū)域?qū)帕?，所有圓柱形區(qū)域的總體積是復合多孔電極總體積的30%，將該區(qū)域內(nèi)的石墨氈切割出來作為強化部基體，剩余的帶有圓柱 形通孔的石墨氈作為多孔電極本體；制備強化部將聚氨酯單體甲苯二異氰酸酯、聚酯多元醇及催化劑三亞乙基二胺、擴鏈劑乙二胺、交聯(lián)劑丙三醇按照50:100:0. 5:2. 5:0. 7的質(zhì)量比例溶于溶劑甲苯中，形成溶液。溶液中溶劑的含量為90%。然后將強化部基體浸入到溶液中，待該溶液均勻浸潰到強化部基體內(nèi)，升高溫度至95°C，保持20h，然后再升溫至115°C，使溶劑甲苯揮發(fā)完全，再降溫至30°C，聚合得到的聚氨酯樹脂固化析出，即形成含有聚氨酯樹脂的樹脂層，由該樹脂層和強化部基體組成強化部，樹脂層的重量是強化部總重量的45% ；制備復合多孔電極將該強化部安裝到多孔電極本體的圓柱形通孔內(nèi)，得到復合多孔電極。將集流板、液流框、隔膜和該復合多孔電極組裝得到實施例5的單電池。實施例6原料選用石墨氈為多孔電極本體材料，孔隙率為85%，外形尺寸為30mm*30mm*6mm。選用E-44型雙酹A型環(huán)氧樹脂為浸潰樹脂，固化劑為二乙烯三胺。制備過程制備強化部基體在該石墨氈上劃分相互平行的三組圓柱形區(qū)域，每組區(qū)域中有三個圓柱形區(qū)域，組與組之間的相鄰圓柱形區(qū)域?qū)帕校袌A柱形區(qū)域的總體積是復合多孔電極總體積的30% ；制備復合多孔電極首先將E-44型環(huán)氧樹脂與二乙烯三胺按照100:9的配比混合均勻，然后采用與實施例3相同的方法將該熔體浸入強化部基體，在室溫下固化7天，然后再加熱至80 100°C，固化2小時，再緩慢冷卻至室溫，該樹脂層和強化部基體組成強化部，得到復合多孔電極，樹脂層的總重量是強化區(qū)域重量的96. 5%。將集流板、液流框、隔膜和該復合多孔電極組裝得到實施例6的單電池。實施例7原料選用石墨氈為多孔電極本體的材料，孔隙率為85%，外形尺寸為30mm*30mm*6mm。選用浸潰樹脂為尼龍6和炭黑組成的組合物,炭黑重量含量為18wt%。制備過程制備強化部基體在該石墨氈上劃分相互平行的三組圓柱形區(qū)域，每組區(qū)域中有三個圓柱形區(qū)域，組與組之間的相鄰圓柱形區(qū)域?qū)帕校袌A柱形區(qū)域的總體積是復合多孔電極總體積的30% ；
制備復合多孔電極先將該組合物加熱至250°c，使其熔化成熔體，然后采用與實施例3相同的方法使熔體充分浸入強化部基體，隨后緩慢降溫至30°C，固化后即形成含有尼龍6和炭黑組合物的樹脂層，由該樹脂層和樹脂層基體組成強化部，得到復合多孔電極，樹脂層的總重量是強化部總重量的98. 5%。將集流板、液流框、隔膜和該復合多孔電極組裝得到實施例7的單電池。實施例8原料選用石墨氈為多孔電極本體的材料，孔隙率為85%，外形尺寸為30mm*30mm*6mm。選用浸潰樹脂為低密度聚乙烯和蒙脫土組成的組合物,蒙脫土重量含量為
3% o制備過程
制備強化部基體在該石墨氈上劃分相互平行的三組圓柱形區(qū)域，每組區(qū)域中有三個圓柱形區(qū)域，組與組之間的相鄰圓柱形區(qū)域?qū)帕校袌A柱形區(qū)域的總體積是復合多孔電極總體積的30%，將該區(qū)域內(nèi)的石墨氈切割出來作為強化部基體，剩余的帶有圓柱形通孔的石墨氈作為多孔電極本體；制備強化部先將低密度聚乙烯/蒙脫土組合物按照重量比為93 7的比例溶解于78°C的苯中形成濃度為6%的溶液；然后將強化部浸入到該溶液中，待該溶液均勻浸潰到石墨氈內(nèi)，緩慢加熱至95°C，使溶劑逐漸完全揮發(fā)，再緩慢冷卻至30°C使低密度聚乙烯/蒙脫土組合物析出固化，即形成含有低密度聚乙烯/蒙脫土組合物的樹脂層，由該樹脂層和強化部基體組成強化部，樹脂層的總重量是強化部總重量的4%。制備復合多孔電極將該強化部安裝到多孔電極本體的圓柱形通孔內(nèi)，得到復合多孔電極。將集流板、液流框、隔膜和該復合多孔電極組裝得到實施例8的單電池。實施例9原料選用石墨氈為多孔電極本體的材料，孔隙率為85%，外形尺寸為30mm*3o制備復合多孔電極在該石墨氈上劃分相互平行的三組圓柱形區(qū)域，每組區(qū)域中有三個圓柱形區(qū)域，組與組之間的相鄰圓柱形區(qū)域?qū)帕?，所有圓柱形區(qū)域的總體積是復合多孔電極總體積的30%，將該區(qū)域內(nèi)的石墨氈切割出來制作強化部的安裝通孔，以發(fā)泡聚氨酯為原料通過切割的方式制備體積與安裝通孔的容積相同的強化部。將該強化部安裝至I按裝通孔中得到復合多孔電極。將集流板、液流框、隔膜和該復合多孔電極組裝得到實施例9的單電池。對比例I選用石墨租為多孔電極,孔隙率為85%,外形尺寸為30mm*30mm*6mm。并將該多孔電極與集流板、液流框、隔膜組裝成對比例I的單電池。對實施例1-9和對比例I的電極和單電池進行測試，測試結(jié)果見表I。表I
權(quán)利要求
1.一種復合多孔電極，其特征在于，所述復合多孔電極(3)包括多孔電極本體(31)以及分布在所述多孔電極本體(31)中抗彎曲性能優(yōu)于所述多孔電極本體(31)的強化部(33)，所述強化部(33)沿所述多孔電極本體(31)的厚度方向貫通所述多孔電極本體(31)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的復合多孔電極，其特征在于，所述多孔電極本體(31)和所述強化部(33) —體成型，所述強化部(33)通過在所述多孔電極本體(31)中部分區(qū)域的孔隙 內(nèi)壁上形成樹脂層而制成。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的復合多孔電極，其特征在于，所述多孔電極本體(31)上設(shè)置有散布的安裝通孔，所述強化部(33)與所述安裝通孔過盈配合， 所述強化部(33)通過在多孔材料的孔隙內(nèi)壁上形成樹脂層制成；或者 所述強化部(33)由發(fā)泡聚氨酯、發(fā)泡聚氯乙烯、發(fā)泡聚乙烯組成的組中的一種制備而 成。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的復合多孔電極，其特征在于，所述強化部(33)通過在所述多孔電極本體(31)中部分區(qū)域的孔隙內(nèi)壁上形成樹脂層制成時，或者通過在多孔材料的孔隙內(nèi)壁中形成樹脂層制成時，所述樹脂層的總重量是所述強化部(33)總重量的廣99%。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的復合多孔電極，其特征在于，所述樹脂層由熱塑性樹脂組合物或熱固性樹脂組合物形成， 所述熱塑性樹脂組合物包括熱塑性樹脂和重量含量為所述熱塑性樹脂組合物的(Γ25%的輔料；或者 所述熱固性樹脂組合物包括熱固性樹脂和重量含量為所述熱固性樹脂組合物的(Γ25%的輔料。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的復合多孔電極，其特征在于，所述輔料為增強組分和/或功能性組分，所述增強組分為無機硅酸鹽顆粒、短纖維或蒙脫土，所述功能性組分為炭黑、碳納米管。
7.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的復合多孔電極，其特征在于，所述強化部(33)的總體積小于所述復合多孔電極(3)總體積的一半。
8.—種如權(quán)利要求I所述的復合多孔電極的制備方法，其特征在于， 當復合多孔電極(3)包括一體成型的所述多孔電極本體(31)和所述強化部(33)時，所述制備方法包括以下步驟 Al、在所述多孔電極本體(31)中劃分多個待形成所述強化部(33)的區(qū)域作為強化部基體；以及 Α2、將樹脂材料浸潰到所述強化部基體的內(nèi)部孔隙中，在所述強化部基體孔隙內(nèi)壁上粘附樹脂層，形成所述強化部(33)，得到所述復合多孔電極(3)； 或者， 當復合多孔電極(3)包括分體設(shè)置的所述多孔電極本體(31)和強化部(33)時，所述制備方法包括以下步驟 BI、在所述多孔電極本體(31)中劃分多個待形成所述強化部(33)的區(qū)域，并在該區(qū)域形成安裝所述強化部(33)的安裝通孔； Β2、將樹脂材料浸潰到所述強化部(33)的基體的內(nèi)部孔隙中，在所述基體的孔隙內(nèi)壁上粘附樹脂層，并將孔隙內(nèi)壁上粘附有樹脂層的基體制成體積與所述安裝通孔內(nèi)部容積相同的所述強化部(33);以及 B3、將所述強化部(33)嵌入所述安裝通孔中，使所述強化部(33)與所述安裝通孔的內(nèi)壁貼合，得到所述復合多孔電極(3)； 或者， 當復合多孔電極(3)包括分體設(shè)置的所述多孔電極本體(31)和強化部(33)時，所述制備方法包括 Cl、在所述多孔電極本體(31)中劃分多個待形成所述強化部(33)的區(qū)域，并在該區(qū)域形成安裝所述強化部(33)的安裝通孔； C2、將多孔聚氨酯樹脂、多孔PVC樹脂、多孔PE樹脂組成的組中的一種制作成體積與所述安裝通孔內(nèi)部容積相同的所述強化部(33);以及 C3、將所述強化部(33)嵌入所述安裝通孔中，使所述強化部(33)與所述安裝通孔的內(nèi)壁貼合，得到所述復合多孔電極(3 )。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制備方法，其特征在于， 所述樹脂材料為熱塑性樹脂組合物或熱固性樹脂組合物， 所述熱塑性樹脂組合物包括熱塑性樹脂聚合物和重量含量為所述熱塑性樹脂組合物的0 25%的輔料；或者 所述熱固性樹脂組合物包括熱固性樹脂聚合物和重量含量為所述熱固性樹脂組合物的0 25%的輔料； 所述制備方法中所述步驟A2或所述步驟B2進一步包括以下步驟 SI I、將所述樹脂材料加熱，形成樹脂材料熔體； ·512、使所述樹脂材料熔體浸入所述強化部基體的孔隙中；以及 · 513、使所述樹脂材料熔體固化在所述強化部基體的孔隙內(nèi)壁上形成具有所述樹脂層的所述強化部(33)。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制備方法，其特征在于，所述樹脂材料為熱塑性樹脂組合物，所述熱塑性樹脂組合物包括熱塑性樹脂聚合物和重量含量為所述組合物(Γ25%的輔料； 所述制備方法中步驟Α2或步驟Β2進一步包括以下步驟 521、將所述樹脂材料溶解于溶劑中，形成所述樹脂材料的質(zhì)量濃度為O.5^20%的樹脂材料溶液； ·522、使所述樹脂材料溶液浸潰到所述強化部基體的孔隙中；以及 ·523、使所述強化部基體中的溶劑揮發(fā)，樹脂材料粘附在所述強化部基體的孔隙內(nèi)壁上形成具有所述樹脂層的所述強化部(33 )。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制備方法，其特征在于，所述樹脂材料為單體或預聚體組合物，包括熱塑性樹脂單體、熱塑性樹脂預聚體、熱固性樹脂單體或熱固性樹脂預聚體中的一種，以及重量含量為所述單體或預聚體組合物的(Γ25%的輔料； 所述制備方法中步驟Α2或步驟Β2進一步包括以下步驟 ·531、將所述單體或預聚體組合物加熱，形成單體或預聚體組合物熔體； ·532、使所述單體或預聚體組合物熔體浸入所述強化部基體的孔隙中； ·533、使所述強化部基體的孔隙中所述單體或預聚體組合物熔體的單體之間或預聚體之間發(fā)生聚合反應形成聚合物；以及 S34、使所述聚合物固化在所述強化部基體的孔隙內(nèi)壁上形成具有所述樹脂層的所述強化部(33)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的制備方法，其特征在于， 當所述單體或預聚體組合物含有熱塑性樹脂單體或預聚體時，所述步驟S31中還包括向所述樹脂單體或預聚物組合物中加入O. 1% 1%比例的引發(fā)劑的步驟； 當所述單體或預聚體組合物含有熱固性樹脂單體或預聚體時，所述步驟S31還包括向所述樹脂單體或預聚物組合物中入O. 1% 1%.比例的催化劑和\或固化劑的步驟。
13.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制備方法，其特征在于，所述樹脂材料為單體或預聚體組合物，所述單體或預聚體組合物包括熱塑性樹脂單體或熱塑性樹脂預聚體或熱固性樹脂單體或熱固性樹脂預聚體和重量含量為所述單體或預聚體組合物的(Γ25%的輔料； 所述制備方法中步驟Α2或步驟Β2進一步包括以下步驟 541、將所述單體或預聚體組合物溶解于溶劑中，形成所述單體或預聚體組合物的質(zhì)量濃度為O. 5^20%的單體或預聚體組合物溶液； 542、使所述單體或預聚體組合物溶液浸潰到所述強化部基體的孔隙中； 543、使所述強化部基體的孔隙中所述單體或預聚體組合物溶液的單體之間或預聚體之間發(fā)生聚合反應形成聚合物；以及 544、使所述強化部基體中的溶劑、未反應的單體和未反應的預聚體揮發(fā)，并將所述聚合物固化在所述強化部基體的孔隙的內(nèi)壁上形成具有所述樹脂層的所述強化部(33)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的制備方法，其特征在于， 當所述單體或預聚體組合物含有熱塑性樹脂單體或預聚體時，所述步驟S41還包括將引發(fā)劑與所述單體或預聚體組合物一同溶解于溶劑中，形成單體或預聚體組合物溶液； 當所述單體或預聚體組合物含有熱固性樹脂單體或預聚體時，所述步驟S41還包括將催化劑和\或固化劑與所述單體或預聚體組合物一同溶解于溶劑中，形成單體或預聚體組合物溶液。
15.根據(jù)權(quán)利要求9至14中任一項所述的制備方法，其特征在于，所述輔料為增強組分和/或功能性組分，所述增強組分為無機硅酸鹽顆粒、短纖維或蒙脫土，所述功能性組分為炭黑、碳納米管。
16.一種液流單電池，包括多孔電極和集流板(2)，其特征在于，所述多孔電極為權(quán)利要求I至7中任一項所述的復合多孔電極(3)。
17.一種液流電池堆，包括至少一個液流單電池，其特征在于，所述液流單電池包括權(quán)利要求I至7中任一項所述的復合多孔電極(3)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種復合多孔電極、含有其的單電池和電池堆及其制備方法，該復合多孔電極包括多孔電極本體以及分布在多孔電極本體中抗彎曲性能優(yōu)于多孔電極本體的強化部，強化部沿多孔電極本體的厚度方向貫通多孔電極本體。當將抗彎曲性能優(yōu)于多孔電極本體的強化部與多孔電極本體組裝形成復合多孔電極后，復合多孔電極具有導電性及多孔結(jié)構(gòu)的同時，其硬度和模量也得到提高，與集流板或極板組合時，控制其產(chǎn)生較小的壓縮量就可與集流板或極板具有良好的界面結(jié)合，降低兩者之間的接觸電阻，從而達到既不影響電解液在復合多孔電極內(nèi)的滲透擴散及氧化還原反應的順利進行，又能保證復合多孔電極與集流板或極板之間具有較低的接觸電阻的效果。
文檔編號H01M4/88GK102738474SQ201210247940
公開日2012年10月17日 申請日期2012年7月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月17日
發(fā)明者劉紅麗, 房紅琳, 李婷, 湯浩, 謝光有, 高艷 申請人:中國東方電氣集團有限公司