一種全釩液流電池用三合一復(fù)合電極及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電池設(shè)計(jì)領(lǐng)域，涉及一種液流電池用電極，尤其涉及一種全釩液流電池用三合一復(fù)合電極及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]釩液流電池的雙極板材料包括:耐蝕金屬類、碳素類和導(dǎo)電塑料類。耐蝕金屬類成本昂貴，暫不能具備大規(guī)模應(yīng)用的前景。碳素類雙極板(如石墨、玻碳等)，在電堆運(yùn)行過程中易被腐蝕，難以保證使用壽命。而導(dǎo)電塑料類雙極板則是以高分子樹脂(如pp，PE等)和導(dǎo)電填料(如導(dǎo)電炭黑等)為原料，以注塑或模壓工藝成型。
[0003]石墨板和導(dǎo)電塑料相同之處是，這兩種材料都含有石墨粉材料和高分子材料，不同的是:第一，導(dǎo)電塑料的導(dǎo)電性比石墨板差不少；第二，導(dǎo)電塑料是柔軟可彎曲的材料，但是石墨板可彎曲度很小，甚至基本不能彎曲；第三，導(dǎo)電塑料的尺寸可能會(huì)比石墨板大很多，這樣在做大尺寸電堆的時(shí)候，導(dǎo)電塑料會(huì)有一定優(yōu)勢；第四，價(jià)格上導(dǎo)電塑料相對便宜一些，尤其是大尺寸產(chǎn)品，石墨板會(huì)非常昂貴。
[0004]目前常用的雙極板是石墨板(石墨含量大于90%左右)和導(dǎo)電塑料(石墨含量小于60%左右)，只有少數(shù)公司在試用三合一復(fù)合電極。為了降低電極和集流板之間的接觸電阻，并保證液流傳質(zhì)等，一體化電極的設(shè)計(jì)成為一個(gè)研究熱點(diǎn)。
[0005]所謂三合一復(fù)合電極，就是采用適當(dāng)方式將石墨氈電極結(jié)合在具有良好導(dǎo)電性的集流雙極板上成為一個(gè)整體電極的操作。比如:在石墨氈和柔性石墨板間加入一層碳素復(fù)合薄層，然后將三者熱壓在一起組成一體化電極。
[0006]但現(xiàn)有技術(shù)制備得到復(fù)合導(dǎo)電電極，由于原料配比和成型工藝等問題，導(dǎo)致復(fù)合導(dǎo)電電極的導(dǎo)電性能差、機(jī)械性能差、不利于應(yīng)用過程中全釩液流電池的組裝和密封。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]有鑒于此，本發(fā)明提供了一種全釩液流電池用三合一復(fù)合電極。
[0008]為達(dá)到上述目的，具體技術(shù)方案如下:
[0009]—方面，提供了一種全釩液流電池用三合一復(fù)合電極，包括導(dǎo)電塑料板和兩個(gè)石墨氈，所述導(dǎo)電塑料板由塑料板和導(dǎo)電材料通過熱壓成型，所述兩個(gè)石墨氈分別設(shè)于所述導(dǎo)電塑料板的兩個(gè)相對的側(cè)面上，所述兩個(gè)石墨氈與導(dǎo)電塑料板之間通過熱壓成型。
[0010]優(yōu)選的，所述兩個(gè)石墨氈的平行于所述導(dǎo)電塑料板的側(cè)面的截面面積均小于所述導(dǎo)電塑料板的側(cè)面的面積。
[0011]優(yōu)選的，所述導(dǎo)電塑料板的厚度為I?15mm。
[0012]優(yōu)選的，所述石墨租的厚度為3?20mm。
[0013]另一方面，提供了一種如上所述的全釩液流電池用三合一復(fù)合電極的制備方法，包括以下步驟:
[0014]步驟I，制備導(dǎo)電塑料板；
[0015]步驟2，將兩個(gè)石墨氈分別置于導(dǎo)電塑料板的上、下兩個(gè)側(cè)面上，在50?300°C，5?15MPa下，通過熱壓制成為一體。
[0016]優(yōu)選的，所述步驟I中包括:
[0017]步驟1.1，制備塑料板；
[0018]步驟1.2，將成型后的塑料板和粘結(jié)劑覆在經(jīng)預(yù)處理的導(dǎo)電材料上，裝入模具，在50?300°C，2?30MPa下，通過熱壓成型，得到導(dǎo)電塑料板。
[0019]優(yōu)選的，所述步驟1.1中包括稱量5?50%質(zhì)量比的塑料顆粒裝入模具，在50?300°C，5?15MPa下，熱熔成型，得到塑料板。
[0020]優(yōu)選的，所述步驟1.1中的塑料顆粒為PP塑料顆粒、PVC塑料顆粒、PE塑料顆粒或PS塑料顆粒中的一種或幾種。
[0021]優(yōu)選的，所述步驟1.2中的導(dǎo)電材料為石墨粉、碳?xì)帧⑹珰只驅(qū)щ娞亢谥械囊环N或幾種。
[0022]優(yōu)選的，所述步驟1.2中的粘結(jié)劑為氰基丙烯酸酯、熱塑性丙烯酸樹脂、氰基丙烯酸酯或環(huán)氧樹脂中的一種或幾種。
[0023]相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的技術(shù)方案與傳統(tǒng)的導(dǎo)電塑料板相比，具有導(dǎo)電塑料板的尺寸結(jié)構(gòu)，可以根據(jù)具體應(yīng)用需求做調(diào)整，其機(jī)械性能好、導(dǎo)電性能好，便于后期單電池組裝、密封和測試；不同的電池尺寸需求都能夠滿足，解決了單電池組裝工藝復(fù)雜，不易密封等問題；同時(shí)，通過成型模具的設(shè)計(jì)，避免了成型后加工，利于工業(yè)化生產(chǎn)，具有以下優(yōu)占.V.
[0024]1，與傳統(tǒng)的導(dǎo)電塑料板相比，具有導(dǎo)電塑料板的尺寸結(jié)構(gòu)可以根據(jù)具體應(yīng)用需求做調(diào)整；
[0025]2，電導(dǎo)率高，1-10 Ω范圍內(nèi)；
[0026]3，機(jī)械性能好，結(jié)構(gòu)致密。
【附圖說明】
[0027]構(gòu)成本發(fā)明的一部分的附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中:
[0028]圖1是本發(fā)明實(shí)施例的導(dǎo)電塑料板的制備示意圖；
[0029]圖2是本發(fā)明實(shí)施例的三合一復(fù)合電極的制備示意圖；
[0030]圖3是本發(fā)明實(shí)施例1的三合一復(fù)合電極的微觀結(jié)構(gòu)不意圖；
[0031]圖4是本發(fā)明實(shí)施例2的三合一復(fù)合電極的微觀結(jié)構(gòu)不意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0032]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0033]需要說明的是，在不沖突的情況下，本發(fā)明中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。
[0034]以下將結(jié)合附圖對本發(fā)明的實(shí)施例做具體闡釋。
[0035]如圖1至圖2中所示的本發(fā)明的實(shí)施例的一種全釩液流電池用三合一復(fù)合電極及其制備方法，包括:
[0036]步驟I，導(dǎo)電塑料板研制:
[0037]步驟1.1，塑料板成型
[0038]稱量5?50%質(zhì)量比的塑料顆粒裝入模具，將模具放入熱壓機(jī)中，50?300°C，5?15MPa，熱熔成型，得到均勻塑料板；
[0039]塑料顆粒以下為PP塑料顆粒、PVC塑料顆粒、PE塑料顆粒或PS塑料顆粒中的一種或幾種，采用一種或幾種塑料顆粒通過任意比混合而成的塑料顆?；旌衔铩?br>[0040]步驟1.2，導(dǎo)電塑料板成型
[0041]將成型后的塑