一种一体化双极板电极框及包含其的钒液流电池制造技术

一种一体化带双极板的电极框及包含其的全钒液流电池，通过将双极板和电极框通过激光焊接制成一体化，减少了一半数量的密封元件的使用，可降低一半的密封成本，还可以提高电堆装配效率。该一体化带双极板的电极框的双极板由三层组成，中间的主体层是由高密度聚乙烯、碳纳米管、偶联剂以及润滑剂组成的碳塑复合板，上下表面与电极接触区域(即电极框中间区域)为高导电涂层。可以在保证焊接强度的同时降低电极与双极板的接触电阻，有助于电池功率密度的提高。

【技术实现步骤摘要】
一种一体化双极板电极框及包含其的钒液流电池
本专利技术涉及化学储能技术中的液流储能电池领域，特别涉及全钒液流储能电池。
技术介绍
全钒液流储能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，运行稳定性和可靠性高，自放电低；选址自由度大，无污染、维护简单，运营成本低，安全性高等优点，在规模储能方面具有广阔的发展前景，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，在可再生能源发电和智能电网建设中有着重大需求。目前，全钒液流电池单电池的结构如图1所示，通常包括电池端板、集流体、双极板、密封垫、电极框、电极和隔膜，1节电池就需要四个密封垫来保持密封，带来了密封成本较高的问题。而且，密封垫的柔性使得装配时需要小心地使其与电极框对齐，装配工序繁琐，生产效率低。此外，密封垫的厚度通常在0.8mm以上，造成电极厚度太厚，带来电池内阻较大的问题，影响了电池功率密度的提高。
技术实现思路
针对现有技术中存在的密封元件过多的问题，本专利技术提出并开发出一种一体化带双极板的电极框及包含本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种一体化带双极板的电极框，其特征在于：所述一体化带双极板的电极框由一个双极板和一个中部通孔的电极框层叠后通过激光焊接制成,或由二个中部通孔的电极框和处于二个电极框之间的一个双极板层叠后通过激光焊接制成；/n双极板的电导率不低于6S/cm，由二层或三层组成，一侧或中间的主体层(双极板层)是由高密度聚乙烯、碳纳米管、偶联剂以及润滑剂组成的碳塑复合板，主体层上下表面和与电极接触区域(即电极框中部通孔区域)分别设有高导电涂层；主体层厚度为0.3-1mm，上下表面的高导电涂层厚度为1-1000μm，优选10-100μm，由导电碳粉和粘结剂的混合物组成。/n

【技术特征摘要】
1.一种一体化带双极板的电极框，其特征在于：所述一体化带双极板的电极框由一个双极板和一个中部通孔的电极框层叠后通过激光焊接制成,或由二个中部通孔的电极框和处于二个电极框之间的一个双极板层叠后通过激光焊接制成；
双极板的电导率不低于6S/cm，由二层或三层组成，一侧或中间的主体层(双极板层)是由高密度聚乙烯、碳纳米管、偶联剂以及润滑剂组成的碳塑复合板，主体层上下表面和与电极接触区域(即电极框中部通孔区域)分别设有高导电涂层；主体层厚度为0.3-1mm，上下表面的高导电涂层厚度为1-1000μm，优选10-100μm，由导电碳粉和粘结剂的混合物组成。


2.根据权利要求1所述一体化带双极板的电极框，其特征在于：所述电极框的材质为高密度聚乙烯，主体层采用的也为高密度聚乙烯；优选的，为挤出级高密度聚乙烯，熔融指数为0.05-10，优选0.05-2。


3.根据权利要求1所述一体化带双极板的电极框，其特征在于：所述导电碳粉为石墨粉、膨胀石墨粉、碳黑、碳纤维粉末、石墨烯中的一种或二种以上；所述粘结剂为聚偏氟乙烯或聚四氟乙烯中的一种或二种；碳粉和粘结剂的质量比为7/1～100/1，优选9/1～20/1。


4.根据权利要求1所述一体化带双极板的电极框，其特征在于：所述碳纳米管为多壁碳纳米管，直径为10-100nm，长度为5-100μm，纯度98％-99.9％，比表面积为100-250m2/g，其用量为主体层质量的15-30％。


5.根据权利要求1所述一体化双极板电极框，其特征在于：所述偶联剂为氨丙基三乙氧基硅烷、缩水甘油...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘涛，李先锋，张华民，
申请(专利权)人：中国科学院大连化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：辽宁;21