The invention relates to the preparation field of bipolar plates for batteries, in particular a flexible graphite double pole and a preparation method. The flexible graphite bipolar plate consists of conductive reinforced skeleton and flexible graphite conductive layer. The conductive skeleton has three dimensional pore structure, good conductivity, acid resistance and mechanical strength. The use of mixed slurry pretreatment conductive resin and the carbon skeleton, after drying to obtain enhanced skeleton surface coated with a layer of hot melt conductive coating. According to a certain order, the commercial flexible graphite paper and treated reinforced skeleton are stacked and placed into the abrasive tools, and then pressed at a certain temperature and pressure to obtain bipolar plates for battery performance. The commercial flexible graphite paper is used as the main raw material. By introducing the conductive reinforced skeleton coated by the hot melt coating, the conductivity, toughness and mechanical strength of the bipolar plate can be effectively improved, and a thinner bipolar plate can be prepared to improve the performance of the battery when the current is high. The preparation of bipolar plate with this method is characterized by simple process, low cost and large size and large size production.
【技术实现步骤摘要】
一种柔性石墨双极板及其制备方法
本专利技术涉及电池用双极板制备领域,特别是一种柔性石墨双极板及其制备方法。
技术介绍
全钒液流电池和燃料电池的结构中包含的双极板,也称集流板,具有连接单体电池正、负极的导线作用,也起着分隔不同单体电池的正极氧化性材料与负极还原性材料的作用,可将电极反应物通过双极板的流场均匀分配到电极各处。因此,为了更好的发挥导线作用,要求双极板必须是电的良导体,而且导电性越高越好;为了有效的隔离正、负极活性物质,要求双极板具有足够的阻隔性,即要求双极板结构致密,对气态、液态物质无渗漏;为了确保电池在工作时温度分布均匀并使电池的热量顺利排除,双极板必须是热的良导体;为了提高电池的配性和使用寿命,要求双极板具有足够高的机械强度和耐化学腐蚀性,提高以满足不同电池对能力密度和功率密度的要求,同时双极板的价格要低,以满足电池大规模推广的成本要求。目前,研究较多的电池用双极板包括:耐蚀金属类、导电塑料类和石墨类。金属类双极板的导电性、机械性和加工性较好,但是成本昂贵,且耐蚀性还需要进一步改进,暂不能具备大规模应用的前景;导电塑料类双极板的成本较低,但是其导电性和机械强度之间的矛盾性较难平衡,在高功率电池组的应用中受到限制;石墨类双极板的导电性及耐腐蚀性较好,缺点是制作程序复杂而严格,耗工费时,且该类型双极板质脆,缺乏韧性,实际使用的石墨双极板厚度较大,一般为3mm左右,不利于电池体积比功率的提高。柔性石墨具有双极板所需的导电、导热和耐腐蚀等优点,关于纯柔性石墨或柔性石墨与树脂复合双极板的研究较多,但是该类双极板的机械强度还是无法满足要求。若能柔性石墨为 ...
【技术保护点】
一种柔性石墨双极板,其特征在于,双极板包括导电增强骨架和附着于其表面和内部的柔性石墨材料,由含有导电添加剂和树脂的浆料涂覆于导电增强骨架表面形成改性导电增强骨架,将柔性石墨纸与改性导电增强骨架层叠后模压,获得电池用双极板;其中,导电增强骨架为孔隙率高、导电性强、机械及化学稳定性好的金属材料或碳材料;导电添加剂为具有优异导电性的碳纤维、碳纳米管、人造石墨、石墨烯、导电塑料粒子、金属纳米粒子之一或两种以上混合;树脂为热塑性或热固性树脂,采用聚乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚偏氟乙烯及聚四氟乙烯之一或两种以上混合。
【技术特征摘要】
1.一种柔性石墨双极板,其特征在于,双极板包括导电增强骨架和附着于其表面和内部的柔性石墨材料,由含有导电添加剂和树脂的浆料涂覆于导电增强骨架表面形成改性导电增强骨架,将柔性石墨纸与改性导电增强骨架层叠后模压,获得电池用双极板;其中,导电增强骨架为孔隙率高、导电性强、机械及化学稳定性好的金属材料或碳材料;导电添加剂为具有优异导电性的碳纤维、碳纳米管、人造石墨、石墨烯、导电塑料粒子、金属纳米粒子之一或两种以上混合;树脂为热塑性或热固性树脂,采用聚乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚偏氟乙烯及聚四氟乙烯之一或两种以上混合。2.根据权利要求1所述的柔性石墨双极板,其特征在于:所述的导电增强骨架包括:不锈钢网、铝网、碳布或多孔泡沫金属,或者其它具有较高导电性、较高机械强度和化学稳定性的、可以制备成多孔结构的金属材料或碳材料。3.根据权利要求1所述的柔性石墨双极板,其特征在于:所述的导电增强骨架的孔尺寸为0.2mm×0.2mm~10mm×10mm,导电增强骨架的厚度为0.1mm~3.0mm。4.根据权利要求1所述的柔性石墨双极板,其特征在于:所述的导电添加剂和树脂的浆料中,树脂的质量分数为2%~15%,导电添加剂的质量分数为0.5%~10%,其余为溶剂。5.根据权利要求1所述的柔性石墨双极板,其特征在于:所述的柔性石墨纸为市售石墨纸,其厚度为0.1m...
【专利技术属性】
技术研发人员:肖伟,侯绍宇,杨志刚,刘建国,严川伟,
申请(专利权)人:中国科学院金属研究所,
类型:发明
国别省市:辽宁,21
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