一种液流电池用双极性电极及其制备方法
【专利摘要】一种液流电池用双极性电极及其制备方法，属于液流电池领域。包括双极板、液流密封框及炭毡，液流密封框内框中设置有安放有炭毡的空腔，炭毡通过导电胶层分别粘接在双极板的两侧中部，液流密封框设置于双极板两侧的四周边缘。本发明的一体化双极性电极，将液流密封框与现有的双极板一体化成型，有效解决了液流电池存在的电解液渗漏问题，且该双极性电极结构简单，成本低廉，装配方便，制备工艺简单，延长液流电池的使用寿命。本发明适用于现有液流电池。
【专利说明】一种液流电池用双极性电极及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于液流电池领域，具体涉及一种液流电池用双极性电极及其制备方法。
【背景技术】
[0002]液流电池(钒电池)中的双极性电极，其功能主要为:①作为电池的正极；②作为电池的负极；③把液态的正极电解液和负极电解液分隔开，并且保证不能发生电解液的渗漏；因此就需要该电极本身要具有良好的导电和抗腐蚀效果。
[0003]目前的双极性电极一般有两种:一种是现在普遍采用的技术，即分别生产加工出所需的双极板和炭毡，通过物理贴合方式，在双极板的两侧分别贴合有炭毡，即将炭毡-双极板-炭毡紧压到一起，组成双极性电极。但其缺点较为明显:由于该类双极性电极是由多种材料组合而成，导致其安装复杂、难度加大，且电阻偏大，影响电池寿命，随着时间的增力口，浸泡在电解液中的炭毡的弹性会慢慢变小，导致电阻逐步增大，进一步降低电池性能。另一种是现在研究开发的方向，即在制作双极板的过程中，通过粘接的方式把炭毡粘接到双极板上，组成一体化的双极性电极，其减少了组装电池的难度，使得接触电阻得以改善。同时，现有技术中，一般采用密封圈的方式解决液流密封框和双极板之间的密封问题，使得电解液通过液流密封框的流道流入和/或流出双极性电极，然而该方法制作成本高，且密封效果并不理想。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题是为了克服现有技术中液流电池用双极性电极组装复杂、制作成本高且影响电池使用寿命，提供一种液流电池用双极性电极及其制备方法。
[0005]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种液流电池用双极性电极，包括双极板、液流密封框及炭毡，液流密封框内框中设置有安放有炭毡的空腔，炭毡通过导电胶层分别粘接在双极板的两侧中部，液流密封框分别设置于双极板两侧的四周边缘。
[0006]具体的，所述导电胶层的材质为导电胶，所述导电胶是由碳粉、胶水及匪？以质量比为(100?150): (40?50): (300?400): (0?45)混合而成，其制备方法是将匪？加入胶水中搅拌均匀，并将碳粉与3？均匀混合，而后将碳粉与3？形成的混合物加入搅拌均匀的匪？与胶水中，且在室温下继续搅拌1?511形成导电胶。
[0007]优选的，所述导电胶层的厚度为0.01?1臟。
[0008]具体的，液流密封框通过密封抗腐蚀胶层分别粘接在双极板两侧的四周边缘。
[0009]优选的，所述密封抗腐蚀胶层厚度为0.01?1臟，其材质为环氧树脂粘结剂。
[0010]具体的，所述液流密封框的材质为其厚度为3?8(3111 ；所述双极板的材质为”0？，其厚度为0.1?3臟；所述炭毡厚度为3?8挪。
[0011]本发明解决其技术问题所采用的另一技术方案是:一种液流电池用双极性电极的制备方法，包括以下步骤:
[0012]八.使用耐腐蚀胶水，将液流密封框的边框粘接在双极板两侧的四周边缘；
[0013]8.利用导电胶，将两个炭毡分别粘接到液流密封框的空腔中裸露出来的双极板两侧；
[0014]0.粘接完成后，固化胶水，形成液流电池用双极性电极。
[0015]具体的，步骤4中的耐腐蚀胶水为环氧树脂粘结剂，其厚度为0.01?1111111。
[0016]具体的，步骤8中的导电胶是由碳粉、3？、？乂0胶水及匪？以质量比为(100?150): (40?50): (300?400): (0?45)混合而成，其制备方法是将匪？加入胶水中搅拌均匀，并将碳粉与3？均匀混合，而后将碳粉与3？形成的混合物加入搅拌均匀的匪？与
胶水中且在室温下继续搅拌1-51！形成导电胶。
[0017]优选的，所述液流密封框的材质为其厚度为3?8(3111 ；所述双极板的材质为”0？，其厚度为0.1?3臟；所述炭毡的厚度为3?8挪。
[0018]本发明的有益效果是:本发明的一体化双极性电极，将液流密封框与现有的双极板一体化成型，有效解决了液流电池存在的电解液渗漏问题，且该双极性电极结构简单，成本低廉，装配方便，制备工艺简单，延长液流电池的使用寿命。本发明适用于现有液流电池。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1是本发明中的双极板和炭毡组合结构示意图；
[0020]图2是本发明的液流电池用双极性电极的结构示意图；
[0021]图3是本发明制备液流电池用双极性电极的流程示意图；
[0022]其中，1为炭毡，2为双极板，3为导电胶层，4为密封抗腐蚀胶层，5为液流密封框。
【具体实施方式】
[0023]下面结合附图，详细描述本发明的技术方案。
[0024]如图1?2所示，本发明的一种液流电池用双极性电极，包括双极板2、两个液流密封框5及两个炭毡1，液流密封框5内框中设置有安放有炭毡1的空腔，两个炭毡1分别设置于两个液流密封框5的空腔中，两个炭毡1分别通过导电胶层3粘接在双极板2的两侧的中部，两个液流密封框5分别设置于双极板2两侧的四周边缘。
[0025]具体而言，炭毡1是黏接在液流密封框5内框中的。所述液流密封框5的选用？乂0材质的，其厚度为3?8挪；双极板2的材质为？乂0？，其厚度为0.1?3臟；炭毡1的厚度为3?8(31液流密封框5通过密封抗腐蚀胶层4分别粘接在双极板2两侧的四周边缘，而双极板的中部可以通过液流密封框5的内框中空腔裸露出来，进而与炭毡通过导电胶层3相粘接。
[0026]基于成本及实现效果考虑，密封抗腐蚀胶层4的厚度为0.01?1臟，其材质为耐腐蚀性胶水，例如环氧树脂粘结剂。所述环氧树脂粘结剂，即环氧树脂胶粘剂(简称环氧胶粘剂或环氧胶)，其耐腐蚀性及介电性能好，胶接强度很高，可通过合理而巧妙的配方设计，使胶粘剂具有所需要的工艺性(如快速固化、室温固化、低温固化、水中固化、低粘度、高粘度等)，并具有所要求的使用性能(如耐高温、耐低温、高强度、高柔性、耐老化、导电、导磁、导热等)。
[0027]为了使得产品匹配程度高，炭毡1与液流密封框5易于粘连，所述导电胶层3的厚度为0.01?所述导电胶层3的材质为导电胶，所述导电胶的构成原料及重量配比为:碳粉100-150份；3？40-50份胶水300-400份；匪?0-45份，即是由碳粉、3？、胶水及匪？以质量比为(100?150): (40?50): (300?400): (0?45)混合而成，其制备方法是:将匪？加入胶水中搅拌均匀，并将碳粉与3？均匀混合，而后将碳粉与3？形成的混合物加入搅拌均匀的匪？与胶水中且在室温下继续搅拌1?511形成导电胶。
[0028]为了制备上述液流电池用双极性电极，可以采用以下方法:
[0029]1.使用耐腐蚀胶水如环氧树脂粘结剂，将液流密封框的边框粘接在双极板两侧的四周边缘，使得双极板能够从液流密封框的空腔中裸露出来；
[0030]所述液流密封框和双极板使用的是现有技术中的产品。环氧树脂粘结剂形成的密封抗腐蚀胶层的厚度为0.01?1111111。
[0031]2.配制导电胶，其构成原料及重量配比为:碳粉100-150份；3？40-50份胶水300-400份；匪?0-45份，即是由碳粉、3？、胶水及匪？以质量比为(100?150): (40?50): (300?400): (0?45)混合而成，其制备方法是:将匪？加入胶水中搅拌均匀，并将碳粉与3？均匀混合，而后将碳粉与3？形成的混合物加入搅拌均匀的匪？与胶水中且在室温下继续搅拌1-511形成导电胶。
[0032]此外，导电胶可以采用现有技术中的导电胶。
[0033]3.在两个炭毡的一面均匀涂抹导电胶，分别将两个炭毡涂有导电胶的一面粘接到液流密封框的空腔中裸露出来的双极板的两侧；
[0034]炭毡可以使用现有技术中的产品。
[0035]4.固化胶水，形成液流电池用双极性电极。
[0036]通过上述方法制得的液流电池用双极性电极，将液流密封框与双极性电极实现一体化结构。由于现有的双极性电极是将双极板和液流密封框分割开来，导致必须解决双极性电极和液流密封框之间的密封问题，本发明采用的将液流密封框也纳入双极性电极中就可以很好的解决上述问题，降低制造成本和装配难度；且使得工艺简单，减少电池长时间运打后的性能裳减。
【权利要求】
1.一种液流电池用双极性电极，包括双极板(2)、液流密封框(5)及炭毡(I)，液流密封框(5)内框中设置有安放有炭毡(I)的空腔，炭毡(I)通过导电胶层(3)分别粘接在双极板(2)的两侧中部，液流密封框(5)分别设置于双极板(2)两侧的四周边缘。
2.如权利要求1所述的一种液流电池用双极性电极，其特征在于，所述导电胶层(3)的材质为导电胶，所述导电胶是由碳粉、SP、PVC胶水及NMP以质量比为(100?150): (40?50): (300?400): (O?45)混合而成，其制备方法是将NMP加入PVC胶水中搅拌均匀，并将碳粉与SP均匀混合，而后将碳粉与SP形成的混合物加入搅拌均匀的NMP与PVC胶水中，且在室温下继续搅拌I?5h形成导电胶。
3.如权利要求2所述的一种液流电池用双极性电极，其特征在于，所述导电胶层(3)的厚度为0.01?1_。
4.如权利要求1或2或3所述的一种液流电池用双极性电极，其特征在于，所述液流密封框(5)通过密封抗腐蚀胶层(4)分别粘接在双极板(2)两侧的四周边缘。
5.如权利要求4所述的一种液流电池用双极性电极，其特征在于，所述密封抗腐蚀胶层(4)的厚度为0.01?Imm,其材质为环氧树脂粘结剂。
6.如权利要求5所述的一种液流电池用双极性电极，其特征在于，所述液流密封框(5)的材质为PVC，其厚度为3?8cm ;所述双极板(2)的材质为PVDF，其厚度为0.1?3mm ;所述炭租(I)的厚度为3?8cm。
7.一种液流电池用双极性电极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤: A.使用耐腐蚀胶水，将液流密封框的边框粘接在双极板两侧的四周边缘； B.利用导电胶，将两个炭毡分别粘接到液流密封框的空腔中裸露出来的双极板两侧； C.粘接完成后，固化胶水,形成液流电池用双极性电极。
8.如权利要求7所述的一种液流电池用双极性电极的制备方法，其特征在于，步骤A中的耐腐蚀胶水为环氧树脂粘结剂，其厚度为0.01?1mm。
9.如权利要求7所述的一种液流电池用双极性电极的制备方法，其特征在于，步骤B中的导电胶是由碳粉、SP、PVC胶水及NMP以质量比为(100?150): (40?50): (300?400): (O?45)混合而成，其制备方法是将NMP加入PVC胶水中搅拌均匀，并将碳粉与SP均匀混合，而后将碳粉与SP形成的混合物加入搅拌均匀的NMP与PVC胶水中且在室温下继续搅拌l-5h形成导电胶。
10.如权利要求7所述的一种液流电池用双极性电极的制备方法，其特征在于，所述液流密封框的材质为PVC，其厚度为3?8cm ;所述双极板的材质为PVDF，其厚度为0.1?3mm ;所述炭租的厚度为3?8cm。
【文档编号】H01M4/88GK104300157SQ201410522110
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2014年9月30日 优先权日:2014年9月30日
【发明者】董俊杰, 李君 , 曹素娇, 简孟亮, 李林德 申请人:成都赢创科技有限公司