专利名称：全钒液流储能电池专用碳毡生产工艺的制作方法
全钒液流储能电池专用碳毡生产工艺
技术领域：
本发明涉及全钒液流储能电池专用碳毡，特别涉及一种全钒液流储能电池专用 碳毡的生产工艺。
背景技术：
全钒液流蓄电池是一种新型能源存储技术，与目前市场上常见的铅酸电池、镍 氢电池等相比，具有功率可达兆瓦级、使用寿命长达20年、支持频繁大电流充放电等明 显技术优势。全钒液流蓄电池储能技术可广泛应用于可再生能源(太阳能、风能)发电、 海岛独立供电、城市电网储能和电力削峰填谷等各个领域。在传统工艺中，全钒液流储能电池专用碳毡采用挂职方法生产而成。所谓“挂 制方法”，即将聚丙烯腈纤维经过制造车间制成白色平板毡后，再将白色平板毡用不锈 钢购悬挂起来后通过预氧化处理。这样制造出来的碳毡在使用挂钩的地方有孔洞，在进 入碳化炉内时，毡子上有孔洞的地方必须裁掉，浪费材料。另一方面，即使毡子上有孔 洞的地方被裁掉了，毡子上靠近孔洞的地方仍有折皱，整体平整度不好。
发明内容有鉴于此，为克服现有技术的不足，本发明提供一种可提高成品平整度的全钒 液流储能电池专用碳毡的生产工艺。一种全钒液流储能电池专用碳毡的生产工艺，包括以下步骤将聚丙稀腈纤维 制成白色平板毡；将白色平板毡在预氧炉进行预氧化处理；将预氧好的预氧毡放入碳化 炉经过碳化处理。所述将聚丙稀腈纤维制成白色平板毡的步骤进一步包括以下步骤将 聚丙稀腈纤维经过梳理后交叉铺网；将纤维网经过多辊牵伸机进行牵伸；将牵伸后的纤 维网经过预针刺和主针刺制成毡；以及将毡放入调整好厚度和速度的烫平机入口进行烫 平。优选地，在所述白色平板毡在预氧炉进行预氧化处理步骤中，所述白色平板毡 用钢管折叠式悬挂在预氧炉内。优选地，在所述白色平板毡在预氧炉进行预氧化处理步骤中，预氧化炉的温度 由最初装炉时的160度加入氧气预氧升温至300度。优选地，在所述白色平板毡在预氧炉进行预氧化处理步骤中，在碳化前向碳化 炉内通入高纯氮气保护。优选地，所述白色平板毡在预氧炉进行预氧化处理步骤进一步包括以下步骤 将碳化炉升温至1400度并恒温保持4小时；以及将碳化炉降温至30度以下后取出碳化 毡。优选地，所述工艺进一步以下步骤将碳化毡装入石墨化炉进行石墨化处理。优选地，在所述将碳化毡装入石墨化炉进行石墨化处理步骤中，在石墨化前向 石墨化炉内通入氩气保护。
优选地，所述将碳化毡装入石墨化炉进行石墨化处理步骤进一步包括以下步 骤将石墨化炉升温至1400度并恒温保持5小时；以及将碳化炉降温至50度以下后取出 碳化毡。本发明的全钒液流储能电池专用碳毡的生产工艺在制成平板毡的工艺中加入了 烫平的步骤，使得到的平板毡的平整度更好，从而使得最终成品的平整度大大提高。
具体实施方式为更好地理解本发明，以下将结合具体实例对发明进行详细的说明。如前文所述，为解决挂制方法存在的问题，我公司经过多年的研究改善了全钒 液储能电池专用碳毡的工艺。具体的工艺过程将详细介绍如下。1、使用聚丙稀腈纤维经制毡车间制成白色平板毡将聚丙稀腈纤维经过梳理后交叉铺网；将纤维网经过多辊牵伸机进行牵伸；将 牵伸后的纤维网经过预针刺和主针刺制成毡；将毡放入调整好厚度和速度的烫平机入口 进行烫平。经过上述处理后，聚丙稀腈纤维被制成密度为1.43-1.48g/cm3的白色平板毡， 其长度为18.5-22m，宽度为1.5-1.75m，厚度为0.9-0.11mm。2、白色平板毡在预氧炉进行预氧化处理将白色平板毡用钢管折叠式悬挂在预氧炉内，平板毡在经过装炉时的最初温度 160度烧、加入氧气预氧至300度，含氧量由原来的没有提升到8%，颜色由原来的白色 变为黄色、棕色、最后为黑色，完成预氧工艺将易燃的聚丙稀腈纤维白毡制成不易燃烧 的预氧化毡。3、将预氧好的预氧毡放入碳化炉经过碳化处理将预氧好的预氧毡放入碳化炉内密封并抽真空；向碳化炉内加入高纯氮气保 护；将碳化炉升温至1400度并恒温保持4小时；将碳化炉降温至30度以下后取出碳化 毡。上述碳化过程中的升温过程复杂，必须严格控制升温曲线，保证预氧毡在碳化 过程中各微量元素的分离和转换，并确保经此碳化后产品含碳量达到92%以上。4、将碳化毡装入石墨化炉进行石墨化处理将碳化毡装入石墨化炉密封并抽真空；向石墨化炉内通入氩气保护；将石墨化 炉升温至1400度并恒温保持5小时；将碳化炉降温至50度以下后取出碳化毡。上述石墨化过程中严格遵循升温曲线，再次将碳毡在石墨化过程中进行各微量 元素的分离与转换，温度从最初1-2小时时的300度烧制最高温度1400度。经过上述完整的工艺后，全钒液储能电池专用碳毡的生产结束。合格产品中各 微量元素分别达到如下表所示
权利要求
1.一种全钒液流储能电池专用碳毡的生产工艺，包括以下步骤将聚丙稀腈纤维制 成白色平板毡；将白色平板毡在预氧炉进行预氧化处理；将预氧好的预氧毡放入碳化炉 经过碳化处理；其特征在于所述将聚丙稀腈纤维制成白色平板毡的步骤进一步包括以下 步骤将聚丙稀腈纤维经过梳理后交叉铺网；将纤维网经过多辊牵伸机进行牵伸；将牵伸后的纤维网经过预针刺和主针刺制成毡；以及将毡放入调整好厚度和速度的烫平机入口进行烫平。
2.根据权利要求1所述的全钒液流储能电池专用碳毡的生产工艺，其特征在于在 所述白色平板毡在预氧炉进行预氧化处理步骤中，所述白色平板毡用钢管折叠式悬挂在 预氧炉内。
3.根据权利要求2所述的全钒液流储能电池专用碳毡的生产工艺，其特征在于在 所述白色平板毡在预氧炉进行预氧化处理步骤中，预氧化炉的温度由最初装炉时的160 度加入氧气预氧升温至300度。
4.根据权利要求3所述的全钒液流储能电池专用碳毡的生产工艺，其特征在于在 所述白色平板毡在预氧炉进行预氧化处理步骤中，在碳化前向碳化炉内通入高纯氮气保 护。
5.根据权利要求4所述的全钒液流储能电池专用碳毡的生产工艺，其特征在于所述白 色平板毡在预氧炉进行预氧化处理步骤进一步包括以下步骤将碳化炉升温至1400度并恒温保持4小时；以及将碳化炉降温至30度以下后取出碳化毡。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的全钒液流储能电池专用碳毡的生产工艺，其特 征在于所述工艺进一步以下步骤将碳化毡装入石墨化炉进行石墨化处理。
7.根据权利要求6所述的全钒液流储能电池专用碳毡的生产工艺，其特征在于在 所述将碳化毡装入石墨化炉进行石墨化处理步骤中，在石墨化前向石墨化炉内通入氩气 保护。
8.根据权利要求7所述的全钒液流储能电池专用碳毡的生产工艺，其特征在于所述将 碳化毡装入石墨化炉进行石墨化处理步骤进一步包括以下步骤将石墨化炉升温至1400度并恒温保持5小时；以及将碳化炉降温至50度以下后取出碳化毡。
全文摘要
本发明涉及一种全钒液流储能电池专用碳毡的生产工艺，包括以下步骤将聚丙烯腈纤维制成白色平板毡；将白色平板毡在预氧炉进行预氧化处理；将预氧好的预氧毡放入碳化炉经过碳化处理。所述将聚丙烯腈纤维制成白色平板毡的步骤进一步包括以下步骤将聚丙烯腈纤维经过梳理后交叉铺网；将纤维网经过多辊牵伸机进行牵伸；将牵伸后的纤维网经过预针刺和主针刺制成毡；以及将毡放入调整好厚度和速度的烫平机入口进行烫平。本发明的全钒液流储能电池专用碳毡的生产工艺在制成平板毡的工艺中加入了烫平的步骤，使得到的平板毡的平整度更好，从而使得最终成品的平整度大大提高。
文档编号D04H1/46GK102011284SQ20101058664
公开日2011年4月13日 申请日期2010年12月9日 优先权日2010年12月9日
发明者葛成文 申请人:甘肃宏伟碳素新材料有限公司