一种全钒液流电池用低接触电阻电极制备工艺制造技术

本发明专利技术涉及电极制备技术领域，尤其涉及一种全钒液流电池用低接触电阻电极制备工艺，针对当前现有的电极制备技术仍存在堆叠顺序传统，导致电极与双极板之间的接触电阻较大，使得液流电池电压效率及能量效率降低的问题，现提出如下方案，其中包括以下步骤：S1：进行准备，S2：混合均匀，S3：进行制备，本发明专利技术的目的是通过一体化复合双极板，并与双极板形成导电网络结构，降低电极与双极板的接触电阻，降低充放电电池极化，有效提升电堆的电压效率及能量效率，并提高了电堆的装配水平，同时通过在焊接过程中使用高频电源，将热量集中在碳毡纤维与双极板的接触点上，使碳毡热贴合在双极板上的同时降低双极板热变形的可能。的同时降低双极板热变形的可能。的同时降低双极板热变形的可能。

【技术实现步骤摘要】
一种全钒液流电池用低接触电阻电极制备工艺


[0001]本专利技术涉及电极制备
，尤其涉及一种全钒液流电池用低接触电阻电极制备工艺。

技术介绍

[0002]全钒液流电池因具有安全性高、储能系统设计灵活、生命周期长以及环境负荷小等被认为是储能
的最佳方案。电极与双极板是全钒液流电池重要零部件之一，是化学反应的场所以及离子与电子传递的场所。目前的液流电池装配采用压滤机的叠加方式将双极板、电极(碳毡)、离子膜等顺序堆叠在一起压紧。该方式导致电极与双极板之间有较大的接触电阻，电阻的增大必然导致液流电池电压效率及能量效率的降低。为提升电池性能，减小电极与双极板之间的接触电阻，会采用导电剂将双极板与碳毡粘结在一起，然而，导电剂作为中间连接层进一步增加电极与双极板之间的接触电阻。
[0003]但是目前现有的电极制备技术仍存在堆叠顺序传统，导致电极与双极板之间的接触电阻较大，使得液流电池电压效率及能量效率降低的问题，因此，我们提出一种全钒液流电池用低接触电阻电极制备工艺用于解决上述问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是为了解决目前现有的电极制备技术仍存在堆叠顺序传统，导致电极与双极板之间的接触电阻较大，使得液流电池电压效率及能量效率降低等问题，而提出的一种全钒液流电池用低接触电阻电极制备工艺。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：
[0006]一种全钒液流电池用低接触电阻电极制备工艺，包括以下步骤：
[0007]S1：进行准备：由专业人员准备制备全钒液流电池用低接触电阻电极所需原材料；
[0008]S2：混合均匀：由专业人员将获得的原材料通过机械方式混合均匀；
[0009]S3：进行制备：由专业人员将制备出的双极板与碳毡进行装配焊接制备出全钒液流电池用低接触电阻电极；
[0010]优选的，所述S1中，由专业人员准备制备全钒液流电池用低接触电阻电极所需原材料，其中所述原材料包括碳毡、石墨、导电剂、粘结剂和助剂，所述全钒液流电池用低接触电阻电极由碳毡与碳塑复合双极板复合构成，且所述碳塑复合双极板的配比为导电剂占比为50
‑
70％，有机聚合物占比为20
‑
40％，助剂占比为0
‑
10％，所述导电剂为天然石墨，其中所述天然石墨选取天然鳞片石墨、膨胀石墨、石墨烯、碳纳米管以及导电炭黑中的一种及多种，且所述天然鳞片石墨选取纯度为90
‑
99.5％，目数为100
‑
1000目，所述膨胀石墨选取纯度为90
‑
99.5％，目数为100
‑
800目，所述有机聚合物为粘结剂，且所述粘结剂选取聚丙烯、聚偏氟乙烯中的一种及多种，所述助剂为PE蜡、EBS、抗氧化剂中的一种及多种；
[0011]优选的，所述S2中，由专业人员将获得的原材料通过机械方式混合均匀，其中进行混合均匀时由专业人员将原材料按照比例进行称量，并将称量的原材料在混合机中混捏均
匀，混捏均匀完成后通过热压成型制备出1
‑
2mm厚炭塑复合双极板，其中进行热压成型时采用的热压成型机为平板硫化机或挤出压延机，进行混捏均匀时混捏时间为30
‑
60min，且所述混捏机采用双锥混捏机、高速搅拌机、密炼机及几种机器混合使用，其中采用高速搅拌机与双锥混合机的配合使用时高速搅拌机的转速为300
‑
400r/min，双锥混合机的搅拌速度为100转/min，进行热压由专业人员将混合好或是造粒好的物料加入模具或是料仓中，并调整平板硫化机上下板的温度或是调节挤出压延机机筒、模具温度及挤出速度，通过热压、挤出、整平物料，并通过冷却制备出炭塑复合双极板；
[0012]优选的，所述S3中，由专业人员将制备出的双极板与碳毡进行装配焊接制备出全钒液流电池用低接触电阻电极，其中进行制备时先将碳毡、双极板裁剪成需要的尺寸，其中进行裁剪时双极板尺寸大于电极尺寸，裁剪完成后由专业人员按照碳毡
‑
双极板
‑
碳毡的顺序叠放好组成电极
‑
双极板复合体，叠放完成后将样品置于高频电阻焊接机的上电极与下电极之间，并调整焊接机上下极下行距离、高频电压的通断时间、压力值以及保压时间，调整完成后启动高频电源开关进行焊接，焊接完成后进行压合，压合完成后进行冷却制备出全钒液流电池用低接触电阻电极。
[0013]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0014]1、通过一体化复合双极板，并与双极板形成导电网络结构，降低电极与双极板的接触电阻，降低充放电电池极化，有效提升电堆的电压效率及能量效率，并提高了电堆的装配水平。
[0015]2、通过在焊接过程中使用高频电源，将热量集中在碳毡纤维与双极板的接触点上，使碳毡热贴合在双极板上的同时降低双极板热变形的可能。
[0016]本专利技术的目的是通过一体化复合双极板，并与双极板形成导电网络结构，降低电极与双极板的接触电阻，降低充放电电池极化，有效提升电堆的电压效率及能量效率，并提高了电堆的装配水平，同时通过在焊接过程中使用高频电源，将热量集中在碳毡纤维与双极板的接触点上，使碳毡热贴合在双极板上的同时降低双极板热变形的可能。
附图说明
[0017]图1为本专利技术提出的一种全钒液流电池用低接触电阻电极制备工艺的流程图；
[0018]图2为本专利技术提出的一种全钒液流电池用低接触电阻电极制备工艺的复合双极板装配焊接图。
[0019]图中：1双极板、2碳毡、3电阻焊接机的上电极、4高频电源。
具体实施方式
[0020]下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0021]实施例一
[0022]参照图1
‑
2，一种全钒液流电池用低接触电阻电极制备工艺，包括以下步骤：
[0023]S1：进行准备：由专业人员准备制备全钒液流电池用低接触电阻电极所需原材料，其中所述原材料包括碳毡2、石墨、导电剂、粘结剂和助剂，所述全钒液流电池用低接触电阻电极由碳毡2与碳塑复合双极板1复合构成，且所述碳塑复合双极板1的配比为导电剂占比
为60％，有机聚合物占比为35％，助剂占比为5％，所述导电剂为天然石墨，其中所述天然石墨选取天然鳞片石墨、膨胀石墨、石墨烯、碳纳米管以及导电炭黑中的一种及多种，且所述天然鳞片石墨选取纯度为95.5％，目数为550目，所述膨胀石墨选取纯度为95.5％，目数为450目，所述有机聚合物为粘结剂，且所述粘结剂选取聚丙烯、聚偏氟乙烯中的一种及多种，所述助剂为PE蜡、EBS、抗氧化剂中的一种及多种；
[0024]S2：混合均匀：由专业人员将获得的原材料通过机械方式混合均匀，其中进行混合均匀时由专业人员将原材料按照比例进行称量，并将称量的原材料在混合机中混捏均匀，混捏均匀完成后通过热压成型制备出1.5mm本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种全钒液流电池用低接触电阻电极制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：S1：进行准备：由专业人员准备制备全钒液流电池用低接触电阻电极所需原材料；S2：混合均匀：由专业人员将获得的原材料通过机械方式混合均匀；S3：进行制备：由专业人员将制备出的双极板(1)与碳毡(2)进行装配焊接制备出全钒液流电池用低接触电阻电极。2.根据权利要求1所述的一种全钒液流电池用低接触电阻电极制备工艺，其特征在于，所述S1中，由专业人员准备制备全钒液流电池用低接触电阻电极所需原材料，其中所述原材料包括碳毡(2)、石墨、导电剂、粘结剂和助剂。3.根据权利要求2所述的一种全钒液流电池用低接触电阻电极制备工艺，其特征在于，所述全钒液流电池用低接触电阻电极由碳毡(2)与碳塑复合双极板(1)复合构成，且所述碳塑复合双极板(1)的配比为导电剂占比为50
‑
70％，有机聚合物占比为20
‑
40％，助剂占比为0
‑
10％。4.根据权利要求1所述的一种全钒液流电池用低接触电阻电极制备工艺，其特征在于，所述导电剂为天然石墨，其中所述天然石墨选取天然鳞片石墨、膨胀石墨、石墨烯、碳纳米管以及导电炭黑中的一种及多种，且所述天然鳞片石墨选取纯度为90
‑
99.5％，目数为100
‑
1000目，所述膨胀石墨选取纯度为90
‑
99.5％，目数为100
‑
800目，所述有机聚合物为粘结剂，且所述粘结剂选取聚丙烯、聚偏氟乙烯中的一种及多种，所述助剂为PE蜡、EBS、抗氧化剂中的一种及多种。5.根据权利要求1所述的一种全钒液流电池用低接触电阻电极制备工艺，其特征在于，所述S2中，由专业人员将获得的原材料通过机械方式混合均匀，其中进行混合均匀时由...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴沣，姜鹏，梁冉，徐艳丽，庞梦蝶，王申，谷贵志，文明哲，望涵，李悦，刘巍，
申请(专利权)人：开封时代新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：