【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及液流电池制造领域，具体为一种液流电池用带有流道双极板的制备方法。
技术介绍
1、当今世界，能源是人类生存和发展的重要物质基础，是促进经济发展的重要因素。随着国民经济的高速发展，对能源的需求日益增加。传统的化石能源日益消耗且带来了严重的环境污染，因此发展可再生能源成为必不可少的途径。可再生能源的集成并网和大型电网的调峰、调频都离不开先进的储能技术。液流电池不仅可以保证太阳能、风能和潮汐能等间歇性能源的储存，也可以将电能从非高峰需求时段转换为高峰需求时段，从而维持用电的稳定平衡，增强电网的稳定性。
2、液流电池相比电容器和固态电池具有更高的能量容量，电池能量储存在活性物质的电解液中，而电解液存放在储液罐内，通过泵循环进入电池室。在充放电过程中，流动的电解质将电解液输送到电池室，发生电化学反应，从而实现化学能和电能之间的转换。这种特殊的结构非常适合大规模蓄电储能需求，可以根据能量的多少调整电解液的含量。
3、现有液流电池堆中双极板面临的技术发展挑战在于：需同时满足电堆焊接工艺应用和流过式结构趋势，以适应电池堆技术发展的需要。现阶段，全钒路线最为成熟，且是我国主要推崇的路线，已经达到商业化初期阶段。当然，全钒液流电池也并非完美无瑕，制约全钒液流电池发展的因素还是在于成本过高，如何保证系统长期运行过程中可靠性以及降低系统成本的问题亟待解决。
技术实现思路
1、为了克服现有技术的不足，本专利技术的目的在于提出一种液流电池用带有流道双极板的制备方法，解决现有
2、为了达到上述目的，本专利技术的技术方案是：
3、一种液流电池用带有流道双极板的制备方法，包括如下步骤：(1)将纳米石墨和碳纳米管与分散剂混合后，加入偶联剂进行表面处理，得到双组份纳米导电剂；(2)将双组份纳米导电剂与高分子树脂在高混机中混合，再通过螺杆挤出机造粒，得到双组份纳米导电剂/高分子树脂复合导电母粒；(3)将复合导电母粒通过挤出机挤出导电片材；(4)取双组份纳米导电剂通过液压机制成带有流场的型材；(5)将带有流场的型材分别放在导电片材两侧并放入模具通过热压机压制成一体定型。
4、所述的液流电池用带有流道双极板的制备方法，复合导电母粒中，双组份纳米导电剂的含量为10wt％～50wt％，高分子树脂含量为50wt％～90wt％。
5、所述的液流电池用带有流道双极板的制备方法，双组份纳米导电剂包括纳米石墨、碳纳米管、分散剂和偶联剂，纳米石墨和碳纳米管的重量比例为1:1～1:9，分散剂占导电剂质量的0.1％～10％，偶联剂占导电剂质量的0.1％～3％。
6、所述的液流电池用带有流道双极板的制备方法，纳米石墨的粒度为1μm～50μm，含碳量为90wt％～99.9wt％，水分含量＜0.5wt％；碳纳米管为单壁或多壁碳纳米管，纯度＞98wt％，直径在0.4～100nm。
7、所述的液流电池用带有流道双极板的制备方法，高分子树脂是聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚乙烯、abs、氯化聚乙烯、环氧树脂、酚醛树脂、乙烯基树脂中的一种或两种以上混合。
8、所述的液流电池用带有流道双极板的制备方法，具体步骤如下：
9、(1)将纳米石墨和碳纳米管按重量比为1:1～1:9与占导电剂质量的0.1％～10％分散剂混合后，加入占导电剂质量的0.1％～3％偶联剂进行表面处理，得到双组份纳米导电剂；分散剂采用n-甲基吡咯烷酮，偶联剂采用硅烷或钛酸酯偶联剂；
10、(2)将占复合导电母粒总质量10％～50％的双组份纳米导电剂与占复合导电母粒总质量50％～90％高分子树脂在高混机中以转速1000～1500rpm混合，再通过螺杆挤出机造粒，得到双组份纳米导电剂/高分子树脂复合导电母粒，复合导电母粒为350～600粒/10g，且粒度均匀；
11、(3)将复合导电母粒通过螺杆挤出机挤出导电片材；
12、(4)取双组份纳米导电剂进行模压成型，压制成带有流场的型材，成型压力为5mpa～100mpa，成型时间为10～30min；
13、(5)将带有流场的型材分别放在导电片材两侧并放入模具通过热压机压制成一体定型，成型压力为5mpa～100mpa，成型温度为150～200℃，成型时间为5～30min。
14、所述的液流电池用带有流道双极板的制备方法，导电片材厚度为0.2～2mm，带有流场的型材置于导电片材的两侧，其流道的宽度为0.5～5mm，深度为0.2～2.5mm，脊的宽度为0.5～10mm，沿流体流动方向上设有两种以上扰流槽，相邻的扰流槽的间距为2～12mm。
15、所述的液流电池用带有流道双极板的制备方法，流道的脊置于导电片材两侧外表面之上，高度为流道深度。
16、所述的液流电池用带有流道双极板的制备方法，流场的形状为交趾流场、单蛇形流场和两个以上蛇形流场的一种。
17、所述的液流电池用带有流道双极板的制备方法，模压成型时，使用的外脱模剂为酚醛树脂的乙醇溶液或weicon ptfe。
18、本专利技术的设计思想是：
19、本专利技术采用双组份纳米导电剂通过液压机制成带有流场的型材，保证流场的导电性，流场中脊凸出结构改善传质的同时也减小了与电极间的接触电阻，此种脊凸出结构利于降低电极厚度，减少物理内阻；同时采用与导电片材复合成型工艺，增加了加工的多种可行性，提高了加工效率。
20、本专利技术的优点及有益效果是：
21、1、本专利技术提供的双极板，降低了导电填料的用量，提高导电性的同时提高材料的焊接性能，解决了电池堆密封性能，提高了系统安全性。
22、2、本专利技术通过增加流道结构消除或减小了液相传质阻力，既提高了电堆的功率密度又降低了电池成本，提高了经济性。
23、3、本专利技术工艺路线简单，对设备无特殊要求，经济，可规模化生产。
24、4、以本专利技术双极板组装电池，在电流密度160ma/cm2下电池充放电性能参数为：库仑效率96～98％，电压效率83～85％，能量效率81～83％。
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1.一种液流电池用带有流道双极板的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将纳米石墨和碳纳米管与分散剂混合后，加入偶联剂进行表面处理，得到双组份纳米导电剂；(2)将双组份纳米导电剂与高分子树脂在高混机中混合，再通过螺杆挤出机造粒，得到双组份纳米导电剂/高分子树脂复合导电母粒；(3)将复合导电母粒通过挤出机挤出导电片材；(4)取双组份纳米导电剂通过液压机制成带有流场的型材；(5)将带有流场的型材分别放在导电片材两侧并放入模具通过热压机压制成一体定型。
2.按照权利要求1所述的液流电池用带有流道双极板的制备方法，其特征在于，复合导电母粒中，双组份纳米导电剂的含量为10wt％～50wt％，高分子树脂含量为50wt％～90wt％。
3.按照权利要求2所述的液流电池用带有流道双极板的制备方法，其特征在于，双组份纳米导电剂包括纳米石墨、碳纳米管、分散剂和偶联剂，纳米石墨和碳纳米管的重量比例为1:1～1:9，分散剂占导电剂质量的0.1％～10％，偶联剂占导电剂质量的0.1％～3％。
4.按照权利要求3所述的液流电池用带有流道双极板的制备方法，其特征在于，纳
5.按照权利要求2所述的液流电池用带有流道双极板的制备方法，其特征在于，高分子树脂是聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚乙烯、ABS、氯化聚乙烯、环氧树脂、酚醛树脂、乙烯基树脂中的一种或两种以上混合。
6.按照权利要求1至5之一所述的液流电池用带有流道双极板的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：
7.按照权利要求6所述的液流电池用带有流道双极板的制备方法，其特征在于，导电片材厚度为0.2～2mm，带有流场的型材置于导电片材的两侧，其流道的宽度为0.5～5mm，深度为0.2～2.5mm，脊的宽度为0.5～10mm，沿流体流动方向上设有两种以上扰流槽，相邻的扰流槽的间距为2～12mm。
8.按照权利要求7所述的液流电池用带有流道双极板的制备方法，其特征在于，流道的脊置于导电片材两侧外表面之上，高度为流道深度。
9.按照权利要求6所述的液流电池用带有流道双极板的制备方法，其特征在于，流场的形状为交趾流场、单蛇形流场和两个以上蛇形流场的一种。
10.按照权利要求6所述的液流电池用带有流道双极板的制备方法，其特征在于，模压成型时，使用的外脱模剂为酚醛树脂的乙醇溶液或WEICON PTFE。
...【技术特征摘要】
1.一种液流电池用带有流道双极板的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将纳米石墨和碳纳米管与分散剂混合后，加入偶联剂进行表面处理，得到双组份纳米导电剂；(2)将双组份纳米导电剂与高分子树脂在高混机中混合，再通过螺杆挤出机造粒，得到双组份纳米导电剂/高分子树脂复合导电母粒；(3)将复合导电母粒通过挤出机挤出导电片材；(4)取双组份纳米导电剂通过液压机制成带有流场的型材；(5)将带有流场的型材分别放在导电片材两侧并放入模具通过热压机压制成一体定型。
2.按照权利要求1所述的液流电池用带有流道双极板的制备方法，其特征在于，复合导电母粒中，双组份纳米导电剂的含量为10wt％～50wt％，高分子树脂含量为50wt％～90wt％。
3.按照权利要求2所述的液流电池用带有流道双极板的制备方法，其特征在于，双组份纳米导电剂包括纳米石墨、碳纳米管、分散剂和偶联剂，纳米石墨和碳纳米管的重量比例为1:1～1:9，分散剂占导电剂质量的0.1％～10％，偶联剂占导电剂质量的0.1％～3％。
4.按照权利要求3所述的液流电池用带有流道双极板的制备方法，其特征在于，纳米石墨的粒度为1μm～50μm，含碳量为90wt％～99.9wt％，水分含量＜0.5wt％；碳纳米管为单壁或多壁碳纳米管，纯...
【专利技术属性】
技术研发人员：侯绍宇，刘建国，
申请(专利权)人：中国科学院金属研究所，
类型：发明
国别省市：
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