一种液流电池用双极板的表面处理方法及其得到的双极板的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明的涉及液流电池技术领域，特别涉及一种液流电池用双极板的表面处理方法及其得到的双极板。
【背景技术】
[0002]液流电池因其具有输出功率和容量相互独立，系统设计灵活，能量效率高，寿命长，可数据、可深度放电、响应快、选址灵活、成本低等优，被认为是解决太阳能、风能等可再生能源发电系统随机性和间歇性非稳态特征的有效方法，适合于风电、光伏等间歇能源储能、离网供电等应用场合。
[0003]液流电池中的双极板主要起串联电池、传导电子、分隔正负极电解液的作用，需要具有良好的导电性、阻液性、化学稳定性以及一定的机械强度。目前主要用到的双极板材料为硬质石墨板和碳塑复合材料。硬质石墨板具有电导率高、阻液性和化学稳定性好的特点，但高成本、机械性能差，限制了其实际应用。
[0004]碳塑复合材料主要优点是成本低廉，加工简单，易于实现大规模生产，因此受到广泛是关注。但是，这种材料导电性较差，尤其是由于含有一定数量的不导电聚合物，使得双极板表面由导电颗粒和不导电聚合物组成，多孔电极与其接触时，无法形成导电通路，从而造成双极板与电极材料的接触电阻较大，增大了电池的欧姆内阻，降低了电池性能。
[0005]为了减少双极板的接触电阻，CN 101009376A中公开了，将双极板与多孔电极通过导电粘结材料粘结在一起形成一体化电极双极板，即一体化电极双极板来降低电极双极板间的接触电阻。然而，由于导电粘结材料是由导电填料和有机聚合物混合而成的，并不能保证多孔电极与双极板的每个接触点都可以构成导电通路，从而无法最大限度的降低接触电阻，因此对于电压效率和能量效率的提高程度有限。
【发明内容】
[0006]本申请本发明目的在于提供一种液流电池用双极板的表面处理方法，得到具有低接触电阻的液流电池用双极板。
[0007]为了达到上述目的，本发明的技术方案为:
[0008]—种液流电池用双极板的表面处理方法，将导电体附着在双极板一侧表面或两侧表面。
[0009]按照本发明的一个实施方案，所述导电体为导电固体，所述附着是将导电固体在双极板的表面挤压摩擦形成。
[0010]优选地，所述导电固体为石墨棒、石墨片或碳棒。
[0011]所述石墨棒、石墨片的松装密度为0.001-0.025g/ml (松装密度指粉末在规定条件下自由充满标准容器后所测得的堆积密度，即粉末松散填装时单位体积的质量)。
[0012]按照本发明的另一个实施方案，所述导电体为导电粉体，所述附着是将导电粉体涂覆在双极板的表面。
[0013]优选地，所述导电粉体为石墨粉、碳粉中的至少一种；石墨粉优选为膨胀石墨粉或鳞片石墨粉。
[0014]优选地，上述任一方案的方法还包括预处理，所述预处理是先将亲水性有机溶剂均匀涂于双极板一侧或两侧表面后风干；所述亲水性有机溶剂为乙醇、甲醇、丙酮等中的至少一种。
[0015]本发明还提供以上所有方法制得的液流电池用双极板。
[0016]优选地，所述附着的厚度为1-2000 μ m。附着的厚度进一步优选为2_200 μ m。
[0017]优选地，所述双极板的材料为碳塑复合板。
[0018]优选地，所述双极板的厚度为0.2_5mm，优选为0.4_4mm，最优选为0.6_2mm。
[0019]与现有技术相比，经本发明表面处理方法得到的液流电池用双极板具有以下优占.V.
[0020](I)与石墨板相比，具有较高的柔韧性和较好的机械性能。
[0021](2)与原有的碳塑复合板相比，通过在表面形成高导电的碳粉层，使得双极板形成良好的导电表面，致使在与碳毡电极组装形成液流电池时，能够提供更多的导电接触点，形成较好的导电网络，降低双极板表面接触电阻。
[0022](3)制备工艺简单，成本低廉，易于批量生产。
【附图说明】
[0023]本发明附图2幅，
[0024]附图1双极板表面处理前后总接触电阻对比曲线；
[0025]附图2双极板表面处理前后接触电阻对比曲线。
【具体实施方式】
[0026]下述非限制性实施例可以使本领域的普通技术人员更全面地理解本发明，但不以任何方式限制本发明。
[0027]本发明采用的碳塑复合板可市购，也可采用以下方法制备:
[0028]分别称取聚丙烯，石墨粉，加入到高速搅拌器中搅拌。然后送入双螺杆挤出机中进行混炼并造粒，得到导电母料，然后将导电母料送入挤出机中，挤出片材并压延成型制得。
[0029]双极板表面处理方法步骤如下:
[0030](I)在双极板一侧表面或两侧将酒精均匀涂于表面，然后风干；
[0031](2)将导电体附着于双极板表面，形成附着有导电涂层的双极板。
[0032]实施例1
[0033]取Imm厚碳塑复合板，用酒精将碳塑复合板两侧表面进行擦拭，风干。将石墨粉均匀地涂覆在碳塑复合板两侧，除去表面粉粒，在碳塑复合板两侧形成50 μπι导电涂层。
[0034]利用低电阻测量仪通过伏安法测试本实施例1双极板的总接触电阻及接触电阻，接触电阻即双极板上下表面与碳毡接触电阻的和，总接触电阻为双极板本体电阻与接触电阻的总和。结果表明，相对于未表面涂层的碳塑复合板，本实施例双极板的总接触电阻从208 Ω.cm2 降到了 102 Ω.cm2 降低了 51 %，接触电阻从 138m Ω.cm2 降到了 32m Ω.cm2，降低了 77%o
[0035]实施例2
[0036]取1_厚碳塑复合板，用酒精将碳塑复合板两侧表面进行擦拭，风干。将石墨棒在碳塑复合板的表面摩擦，均匀地附着在碳塑复合板两侧，除去表面粉粒，在碳塑复合板两侧形成100 μm导电涂层。
[0037]利用低电阻测量仪通过伏安法测试本实施例2双极板的总接触电阻及接触电阻，结果表明，相对于未表面涂层的碳塑复合板，本实施例双极板的总接触电阻从220 Ω ^cm2降到了 110 Ω.cm2降低了 50%，接触电阻从 156 Ω.cm 2降到了 44mΩ.cm2，降低了 12% 0
[0038]实施例3
[0039]取Imm厚碳塑复合板，用酒精将碳塑复合板两侧表面进行擦拭，风干。将鳞片石墨粉均匀地涂覆在碳塑复合板两侧，除去表面粉粒，在碳塑复合板两侧形成50 μπι导电涂层。
[0040]利用低电阻测量仪通过伏安法测试本实施例3双极板的总接触电阻及接触电阻，结果表明，相对于未表面涂层的碳塑复合板，本实施例双极板的总接触电阻从216 Ω ^cm2降到了 114Ω.cm2降低了 47%，接触电阻从 148Ω.cm2降到了 38ι?Ω.cm2，降低了 74%。
【主权项】
1.一种液流电池用双极板的表面处理方法，其特征在于，将导电体附着在双极板一侧表面或两侧表面。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述导电体为导电固体，所述附着是将导电固体在双极板的表面挤压摩擦形成。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于:所述导电固体为石墨棒、石墨片或碳棒。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述导电体为导电粉体，所述附着是将导电粉体涂覆在双极板的表面。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述导电粉体为石墨粉、碳粉中的至少一种。
6.根据权利要求1-5任意一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括预处理，所述预处理是先将亲水性有机溶剂均匀涂于双极板一侧或两侧表面后风干；所述亲水性有机溶剂为乙醇、甲醇、丙酮中的至少一种。
7.权利要求1-6任意一项所述方法制得的液流电池用双极板。
8.根据权利要求7所述的双极板，其特征在于，所述附着的厚度为1-2000μ m。
9.根据权利要求7或8所述的双极板，其特征在于，所述双极板的材料为碳塑复合板。
10.根据权利要求9所述的双极板，其特征在于，所述双极板的厚度为0.2-5mm。
【专利摘要】本发明公开了一种液流电池用双极板的表面处理方法，将导电体附着在双极板一侧表面或两侧表面。所述导电体为导电粉体或导电固体；所述导电粉体为石墨粉、碳粉中的至少一种；所述导电固体为石墨棒、石墨片或碳棒。本发明方法得到的双极板具有以下优点：(1)与石墨板相比，具有较高的柔韧性和较好的机械性能；(2)与原有的碳塑复合板相比，通过在表面形成高导电的碳粉层，使得双极板形成良好的导电表面，致使在与碳毡电极组装形成液流电池时，能够提供更多的导电接触点，形成较好的导电网络，从而使得表面接触电阻降低；(3)制备工艺简单，成本低廉，易于批量生产。
【IPC分类】H01M8-02, H01M8-18
【公开号】CN104617317
【申请号】CN201510059091
【发明人】刘宗浩, 张华民, 王明君, 王晓丽, 高新亮
【申请人】大连融科储能技术发展有限公司
【公开日】2015年5月13日
【申请日】2015年2月4日