【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于制造双极板组合物的方法。本专利技术还涉及从所述组合物通过注入、挤出或压缩来制造双极板的方法，并且还涉及由这些方法获得的双极板。
技术介绍
1、双极板用于燃料电池、电解槽和氧化还原液流电池中。它们可以由各种材料产生：金属双极板、石墨板以及碳聚合物复合板。
2、基于有机复合材料的双极板的原理是基于使用分散在热塑性或热固性聚合物中的传导性填料(碳、石墨等)。填料会为双极板提供收集电流所必需的电导率，并且聚合物基体会提供组装各种元件所需的其令人满意的机械强度。
3、碳-聚合物复合双极板表现出有利的特性：高电导率、良好的耐腐蚀性、高温下良好的性能品质以及良好的机械特性，连同相对低的制造成本。在这些复合双极板中，热固性或热塑性聚合物被用作选自石墨、碳纤维、炭黑或碳纳米管的碳基填料的基体。虽然复合双极板的电性能主要由碳基填料决定，但聚合物基体的材料也影响复合材料的电学行为。
4、热固性聚合物-石墨复合材料是制造双极板的优选材料。然而，基于热塑性聚合物的复合材料，特别是在高温下稳定的热塑性材料由于其注塑或挤出的能力而已经用于双极板的制造中，这使得它们更适合自动化制造。这种复合材料已使用含有石墨粉的聚苯硫醚(pps)或聚醚砜(pes)制备，如由radhakrishnan,s.等人在出版物：“high-temperature,polymer-graphite hybrid composites for bipolar plates:effect of processingconditions o
5、mighri f.等人,“electrically conductive thermoplastic blends forinjection and compression molding of bipolar plates in the fuel cellapplication”,polymer engineering and science,2004,第44卷,第9期的出版物描述了由石墨、炭黑和聚丙烯或聚苯硫醚起始通过压缩和注入工艺制得的双极板。
6、用于燃料电池的双极板所期望的主要特性是：高电导率和热导率、良好的机械特性如弯曲特性，以及高气体阻隔性。
7、需要提供用于制造用于双极板的组合物的方法，所述组合物表现出这些特性之间的良好折衷，并且所述方法与制造工艺如注入、热压缩或挤出相容。
技术实现思路
1、根据第一方面，本专利技术涉及用于制造用于双极板的组合物的方法，所述方法包括以下阶段：
2、-提供基于至少一种碳基传导性填料和一种或多种聚合物的复合混合物，
3、-将石墨和聚合物粘结剂掺入所述复合混合物中。
4、特别地，所述复合混合物由锂离子电池的回收产生。
5、在一个实施方案中，锂离子电池的回收通过选自物理分离、高温冶金、湿法冶金或这些的组合的方法进行。
6、优选地，电池的各种部件(阴极/阳极/隔板)在它们被研磨之前被拆解。
7、根据一个实施方案，所述至少一种碳基传导性填料是用作锂离子电池阳极中的活性填料的石墨。
8、根据一个实施方案，所述碳基传导性填料是存在于li离子电池阳极或阴极的配制物中的石墨以及其他碳基传导性填料如炭黑或碳纳米管的混合物。
9、根据一个实施方案，参与所述复合混合物的组成的所述聚合物是含氟聚合物、水溶性增稠聚合物(如例如羧甲基纤维素)、聚烯烃弹性体(如例如苯乙烯-丁二烯橡胶)、丙烯酸类树脂(如例如羧基化丙烯酸类聚合物)或这些组分中几种的混合物，包括不同含氟聚合物的混合物。
10、根据另一方面，本专利技术涉及用于制造双极板的方法，该方法包括以下阶段：
11、-根据上述方法制备组合物，以及
12、-使所述组合物经受注塑。
13、根据另一方面，本专利技术涉及用于制造双极板的方法，该方法包括以下阶段：
14、-根据上述方法制备组合物，以及
15、-使所述组合物经受压缩模塑。
16、根据另一方面，本专利技术涉及用于制造双极板的方法，该方法包括以下阶段：
17、-根据上述方法制备组合物，以及
18、-使所述组合物经受连续挤出过程。
19、本专利技术还涉及双极板，该双极板由上述方法获得或者包含上述组合物。
20、本专利技术使得克服现有技术的缺点成为可能。更特别地，其提供了用于制造组合物的方法，该组合物可以容易地用于制造双极板。
21、这种采用由锂离子电池的回收产生的复合混合物的方法的优点是受益于聚合物粘结剂良好分散在回收的碳基传导性填料/聚合物混合物中的那些，这使得可以改善双极板中的碳基填料的分散。这使得可以改善机械强度、气体阻隔性以及传导性。
22、在通过需要低粘度(注入)的聚合物-石墨混合物的工艺来制造双极板的情况下，另一个优点源于用于双极板的石墨与用于li离子电池阳极的石墨之间的粒度差异。第一者(典型地具有50至150μm范围内的体积平均直径(dv50))比第二者更大(典型地具有在20μm附近且小于40μm的dv50)。这种差异使得可以凭借较小石墨粒子来改善横向电导率，该较小石墨粒子将插入到由较大石墨粒子留下的间隙中，同时限制混合物的增粘作用，从而对其赋予双极板的良好施用。
23、此外，回收的石墨在电池中经历过第一次寿命的事实使得它可能被固体电解质界面(sei)覆盖。该sei层由无机元素(lif、li2o2、li2co3)以及电解质溶剂的分解所产生的聚合物级分构成。因此，该sei层具有更好的柔性和抗裂性，从而赋予回收的石墨改善双极板的机械特性的能力。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.用于制造用于双极板的组合物的方法，所述方法包括以下阶段：
2.根据权利要求1所述的方法，其中锂离子电池的所述回收通过选自物理分离、湿法冶金或这些的组合的方法进行。
3.根据权利要求1和2中任一项所述的方法，其中所述至少一种碳基传导性填料是用作所述锂离子电池阳极中的活性填料的石墨。
4.根据权利要求1至3中的一项所述的方法，其中所述碳基传导性填料是存在于所述Li离子电池阳极或阴极的配制物中的石墨以及其他碳基传导性填料如炭黑、碳纳米管或碳纤维的混合物。
5.根据权利要求1至4中的一项所述的方法，其中参与所述组分A的组成的所述聚合物是含氟聚合物、水溶性增稠聚合物、聚烯烃弹性体、丙烯酸类树脂或这些组分中几种的混合物，包括不同含氟聚合物的混合物。
6.根据权利要求5所述的方法，其中所述含氟聚合物选自：偏二氟乙烯均聚物；包含偏二氟乙烯单元和由一种或多种选自以下列表的单体产生的单元的共聚物：氟乙烯；三氟乙烯；氯三氟乙烯；1,2-二氟乙烯、四氟乙烯；六氟丙烯；全氟(烷基乙烯基)醚，如全氟(甲基乙烯基)醚、全氟(乙基乙烯基)醚或全氟(
7.根据权利要求1至6中的一项所述的方法，其中组分A表现出按重量计的以下组成：
8.根据前述权利要求中的一项所述的方法，其特征在于所述组分A包含具有表示为体积平均直径(Dv50)的粒度的石墨，所述体积平均直径低于构成所述组分B的石墨的体积平均直径(Dv50)。
9.根据权利要求1至8中的一项所述的方法，其中所述组分A中存在的所述石墨表现出1至40μm，优先地5至30μm范围内的表示为体积平均直径(Dv50)的粒度。
10.根据权利要求1至9中的一项所述的方法，其中构成所述组分B的所述石墨具有50至500μm，优先地75至150μm范围内的体积平均直径(Dv50)。
11.根据权利要求1至10中的一项所述的方法，其中构成所述组分C的所述聚合物粘结剂是聚烯烃、含氟聚合物、聚苯砜、聚醚砜、酚醛树脂、乙烯基酯树脂、环氧树脂或液晶聚合物。
12.根据权利要求1至11中的一项所述的方法，其中所述方法中采用的所述双极板组合物按重量计由以下组成：
13.用于制造双极板的方法，所述方法包括以下阶段：
14.用于制造双极板的方法，所述方法包括以下阶段：
15.用于制造双极板的方法，所述方法包括以下阶段：
16.通过根据权利要求13所述的方法获得的双极板。
17.通过根据权利要求14所述的方法获得的双极板。
18.通过根据权利要求15所述的方法获得的双极板。
19.双极板，其由以下组成：
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.用于制造用于双极板的组合物的方法，所述方法包括以下阶段：
2.根据权利要求1所述的方法，其中锂离子电池的所述回收通过选自物理分离、湿法冶金或这些的组合的方法进行。
3.根据权利要求1和2中任一项所述的方法，其中所述至少一种碳基传导性填料是用作所述锂离子电池阳极中的活性填料的石墨。
4.根据权利要求1至3中的一项所述的方法，其中所述碳基传导性填料是存在于所述li离子电池阳极或阴极的配制物中的石墨以及其他碳基传导性填料如炭黑、碳纳米管或碳纤维的混合物。
5.根据权利要求1至4中的一项所述的方法，其中参与所述组分a的组成的所述聚合物是含氟聚合物、水溶性增稠聚合物、聚烯烃弹性体、丙烯酸类树脂或这些组分中几种的混合物，包括不同含氟聚合物的混合物。
6.根据权利要求5所述的方法，其中所述含氟聚合物选自：偏二氟乙烯均聚物；包含偏二氟乙烯单元和由一种或多种选自以下列表的单体产生的单元的共聚物：氟乙烯；三氟乙烯；氯三氟乙烯；1,2-二氟乙烯、四氟乙烯；六氟丙烯；全氟(烷基乙烯基)醚，如全氟(甲基乙烯基)醚、全氟(乙基乙烯基)醚或全氟(丙基乙烯基)醚；全氟(1,3-间二氧杂环戊烯)；全氟(2,2-二甲基-1,3-间二氧杂环戊烯)；式cf2＝cfocf2cf(cf3)ocf2cf2x的产物，其中x为so2f、co2h、ch2oh、ch2ocn或ch2opo3h；式cf2＝cfocf2cf2so2f的产物；式f(cf2)nch2ocf＝cf2的产物，其中n为1、2、3、4或5；式r’ch2ocf＝cf2的产物，其中r’为氢或f(cf2)z并且z为1、2、3或4；式r”ocf＝ch2的产物，其中r”为f(cf2)z并且z为1、2、3或4；全氟丁基乙烯；3,3,3-...
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。