一種全釩氧化還原液流電池用集流板制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電池制造技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種全釩氧化還原液流電池用集流板制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]能源危機是世界各國均要面對的一大難題，為了解決這一難題，需要大力開發(fā)風(fēng)能、太陽能以及潮汐能等天然的可再生資源，實現(xiàn)能源多樣化發(fā)展。但風(fēng)能、太陽能等可再生能源發(fā)電具有明顯的不連續(xù)、不穩(wěn)定和不可控的非穩(wěn)態(tài)特征，大規(guī)模可再生能源發(fā)電并網(wǎng)將對電網(wǎng)的安全、可靠、高效運行帶來嚴重風(fēng)險。所以開發(fā)配套高效儲能系統(tǒng)，用來調(diào)節(jié)發(fā)電與供電之間的矛盾，減少自然條件的影響，保證可再生能源發(fā)電和供電的連續(xù)性和穩(wěn)定性，成為亟待解決的問題。釩氧化還原液流電池，簡稱釩電池。是一種新型的電化學(xué)儲能系統(tǒng)，與傳統(tǒng)的蓄電池相比，具有可快速、大容量充放電、自放電率低和電池結(jié)構(gòu)簡單等特點，它是滿足風(fēng)能、太陽能等新型能源大規(guī)模儲能的理想電源形式。
[0003]電堆是全釩液流電池的核心部分，是化學(xué)能和電能轉(zhuǎn)換的唯一場所，電堆的性能好壞直接影響整個電池系統(tǒng)的性能。隨著全釩液流電池技術(shù)的提高，對電堆性能的要求也越來越高，電堆應(yīng)具備體積小且重量輕的特性，因而對電堆的所使用的材料也提出了相應(yīng)的技術(shù)要求如集流板。目前，石墨板是釩電池的集流板主要材料，石墨板的化學(xué)穩(wěn)定性好，導(dǎo)電率高，具有一定的機械強度，但受石墨電極板制造工藝的限制，大尺寸電極板的制造難度隨之增加，相應(yīng)的成本急劇上升。由于存在著上述的缺點，影響著石墨電極板的推廣和應(yīng)用；導(dǎo)電塑料的機械強度高，但導(dǎo)電性差，厚度較厚，成本高。而為了進一步提高電堆性能，就亟需制備出一種耐腐蝕性能強、柔韌性以及拉伸性能良好、導(dǎo)電性能優(yōu)良且輕薄的集流板。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種全釩氧化還原液流電池用集流板制備方法，制備得到的集流板具有輕薄、耐腐蝕性能強、導(dǎo)電性能優(yōu)良、可加工性強、壽命長而且可以大批量大面積生產(chǎn)等特性。
[0005]為了達到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0006]一種全釩氧化還原液流電池用集流板制備方法，包括如下步驟:
[0007]步驟1:將聚合物和導(dǎo)電填料按重量比(2?5): (3?7)加入攪拌機中混合，而后加入混合物質(zhì)量1.75?2.5倍的N-甲基吡咯烷酮或四氫呋喃作為溶劑，在轉(zhuǎn)速為50rpm?10rpm條件下，攪拌均勾；
[0008]步驟2:在攪拌均勻后的混合物中加入占混合物重量5%?10%分散劑，在150°C恒溫加熱，并充分攪拌，攪拌時間為2?5小時，攪拌轉(zhuǎn)速為500rpm?lOOOrpm，然后超聲處理0.5?I小時；
[0009]步驟3:將超聲處理后的混合物料倒入流延模具中，刮平漿料完成涂布，而后對流延模具進行烘干成膜，烘干溫度120°C?160°C，烘干時間15?24小時，得到全釩氧化還原液流電池用集流板。
[0010]所述聚合物為聚氯乙烯、聚偏氟乙烯、聚氨酯或聚乙烯。
[0011]所述分散劑為聚乙二醇或聚丙烯酰胺。
[0012]所述導(dǎo)電填料為石墨粉、活化石墨粉、導(dǎo)電碳黑、碳納米管或石墨烯。
[0013]所述活化石墨粉的活化工藝為石墨粉在5 %的氫氟酸溶液中浸泡10?20小時后烘干。
[0014]本發(fā)明的優(yōu)點和有益效果為:
[0015]1、采用本發(fā)明方法制得的集流板具有耐腐蝕性和耐久性的特性，能在全釩液流儲能電池強酸性的電解液長時間工作。
[0016]2、通過添加分散劑提高導(dǎo)電填料在聚合物中的分散程度，進一步提高集流板的導(dǎo)電特性。
[0017]3、由于加入高導(dǎo)電的活化石墨粉，使得本發(fā)明制得的集流板導(dǎo)電性能好，有助于全釩液流儲電地池能量轉(zhuǎn)換效率的提高。
[0018]4、該集流板制造簡便，不存在制造大尺寸集流板的生產(chǎn)瓶頸，生產(chǎn)成本低。
【具體實施方式】
[0019]下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明。
[0020]實施例1.
[0021]將聚氯乙烯和導(dǎo)電填料石墨粉按重量比2:3加入攪拌機中混合，而后加入占混合物質(zhì)量2倍的的N-甲基吡咯烷酮作為溶劑，在轉(zhuǎn)速為80rpm條件下，攪拌均勻。而后在攪拌均勻后的混合物中加入占混合物重量5%的聚乙二醇作為分散劑，在150°C恒溫加熱，并充分攪拌，攪拌時間為2小時，轉(zhuǎn)速為600rpm，超聲時間為0.5小時。之后將超聲處理后的混合物料倒入流延模具中，刮平漿料完成涂布，而后對流延模具進行烘干成膜，其中烘干溫度140°C，烘干時間20小時，得到全釩氧化還原液流電池用集流板。
[0022]實施例2.
[0023]將聚偏氟乙烯和導(dǎo)電填料活化石墨粉按重量比5:7加入攪拌機中混合，而后加入占混合物質(zhì)量2倍的N-甲基吡咯烷酮作為溶劑，在轉(zhuǎn)速為10rpm條件下，攪拌均勻。而后在攪拌均勻后的混合物中加入占混合物重量7%的聚丙烯酰胺作為分散劑，在150°C恒溫加熱，并充分攪拌，攪拌時間為3小時，轉(zhuǎn)速為800rpm，超聲時間為0.75小時。之后將超聲處理后的混合物料倒入流延模具中，刮平漿料完成涂布，而后對流延模具進行烘干成膜，其中烘干溫度150°C，烘干時間20小時，得到全釩氧化還原液流電池用集流板。
[0024]實施例3.
[0025]將聚乙烯和導(dǎo)電填料活化石墨粉按重量比3:4加入攪拌機中混合，而后占加入混合物質(zhì)量1.75倍的四氫呋喃作為溶劑，在轉(zhuǎn)速為80rpm條件下，攪拌均勾。而后在攪拌均勻后的混合物中加入占混合物重量10%的聚丙烯酰胺作為分散劑，在150°C恒溫加熱，并充分攪拌，攪拌時間為4小時，轉(zhuǎn)速為lOOOrpm，超聲時間為I小時。之后將超聲處理后的混合物料倒入流延模具中，刮平漿料完成涂布，而后對流延模具進行烘干成膜，其中烘干溫度160°C，烘干時間25小時，得到全釩氧化還原液流電池用集流板。
【主權(quán)項】
1.一種全釩氧化還原液流電池用集流板制備方法，其特征在于:包括如下步驟: 步驟1:將聚合物和導(dǎo)電填料按重量比(2?5):(3?7)加入攪拌機中混合，而后加入混合物質(zhì)量1.75?2.5倍的N-甲基吡咯烷酮或四氫呋喃作為溶劑，在轉(zhuǎn)速為50rpm?10rpm條件下，攪拌均勾； 步驟2:在攪拌均勻后的混合物中加入占混合物重量5%?10%分散劑，在150°C恒溫加熱，并充分攪拌，攪拌時間為2?5小時，攪拌轉(zhuǎn)速為500rpm?lOOOrpm，然后超聲處理0.5?I小時； 步驟3:將超聲處理后的混合物料倒入流延模具中，刮平漿料完成涂布，而后對流延模具進行烘干成膜，烘干溫度120°C?160°C，烘干時間15?24小時，得到全釩氧化還原液流電池用集流板。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種全釩氧化還原液流電池用集流板制備方法，其特征在于:所述聚合物為聚氯乙烯、聚偏氟乙烯、聚氨酯或聚乙烯。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種全釩氧化還原液流電池用集流板制備方法，其特征在于:所述分散劑為聚乙二醇或聚丙烯酰胺。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種全釩氧化還原液流電池用集流板制備方法，其特征在于:所述導(dǎo)電填料為石墨粉、活化石墨粉、導(dǎo)電碳黑、碳納米管或石墨烯。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種全釩氧化還原液流電池用集流板制備方法，其特征在于:所述活化石墨粉的活化工藝為石墨粉在5%的氫氟酸溶液中浸泡10?20小時后烘干。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種全釩氧化還原液流電池用集流板制備方法，具體為一種耐腐蝕、導(dǎo)電性能優(yōu)良，可加工性好、生產(chǎn)成本較低的全釩氧化還原液流電池用集流板方法，解決現(xiàn)在技術(shù)中存在的集流板導(dǎo)電性低，可加工性差，成本較高等問題；本發(fā)明制備集流板是采用耐腐蝕聚合物、導(dǎo)電填料和分散劑按一定的質(zhì)量比充分混合流延成型，本發(fā)明制得的集流板既有耐酸、耐氧化性的特性，又通過添加高導(dǎo)電填料以獲得低電阻率、高導(dǎo)電性，進一步通過添加分散劑提高集流板的導(dǎo)電特性。
【IPC分類】H01M8/02
【公開號】CN105006583
【申請?zhí)枴緾N201510325041
【發(fā)明人】陳曦, 劉博 , 趙煒, 閆淵
【申請人】陳曦
【公開日】2015年10月28日
【申請日】2015年6月12日