一种钒电池用集流体及其制备方法技术

本发明专利技术涉及钒电池制造领域，具体为一种钒电池用集流体及其制备方法，解决现有技术中耐腐蚀性差，长时间使用表面生成氧化膜，并且容易与溶液反应造成电池溶液污染等问题。在金属板上镀一层防护镀层，在金属板的一侧包裹柔性石墨板和导电树脂板，在金属板的另一侧包裹纯树脂，放置模具中通过热压机粘接在一起，形成钒电池用集流体。本发明专利技术根据钒电池工作要求，金属板表面要求镀一层防护镀层；并且选取耐高温、耐腐蚀性好的高分子树脂和导电剂制备高导电率、高强度、耐腐蚀的导电树脂板。本发明专利技术的集流体避免了直接与溶液接触发生化学反应，并且金属板镀一层防护镀层防止因表面氧化造成电池性能衰减，安装简便并且提高了钒电池的可靠性及使用寿命。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及钒电池制造领域，具体为。
技术介绍
钒电池，全称为全钒离子氧化还原液流电池，是一种新型绿色环保电池。集流体是全钒液流电池的关键部件之一，起着导通电池外电路的作用，要求其具备良好的导电性、高机械强度、耐化学氧化和电化学腐蚀性能。目前，钒电池用的集流体耐腐蚀性差，长时间使用极易生成氧化膜，并且容易与溶液反应造成电池溶液污染，导致性能下降，不能满足钒电池商业化、规模化要求。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本专利技术的目的在于提出，解决现有技术中耐腐蚀性差，长时间使用生成氧化膜，并且容易与溶液反应造成电池溶液污染等问题。为达到上述目的，本专利技术的技术方案为一种钒电池用集流体，包括纯树脂、金属板、柔性石墨板和导电树脂板，在金属板上镀一层防护镀层，在金属板的一侧包裹柔性石墨板和导电树脂板，在金属板的另一侧包裹纯树脂，形成钒电池用集流体。所述的钒电池用集流体，纯树脂、金属板、柔性石墨板和导电树脂板通过压机热压在一起。 所述的钒电池用集流体，纯树脂在最底层，纯树脂的厚度为O. 3-3mm ;金属板在纯树脂的上面，金属板的厚度为2-4mm ;柔性石墨板在金属板的另一个面上，导电树脂板在柔性石墨板的上面，导电树脂板的厚度为O. 3-5_。所述的钒电池用集流体，金属板为铜或者铁或者锌或者钛。所述的钒电池用集流体，金属板上镀一层锡或者银，镀层的厚度为10-1000 μ m。所述的钥;电池用集流体，柔性石墨板的厚度为O. 15-1. 5mm,密度O. 7-1. 5g/cm3。所述的钒电池用集流体，导电树脂板为耐高温、耐腐蚀性好的导电塑料板或者导电橡胶板。所述的钒电池用集流体，纯树脂为耐酸性极强的热塑性塑料或者热固性塑料或者橡胶。所述的钒电池用集流体，纯树脂为聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、聚氯乙烯树脂、丙烯酸树脂粉末、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、丁腈橡胶、氟橡胶中的一种或一种以上混合。所述的钒电池用集流体的制备方法，具体步骤如下I)将金属板放置在碱性液中清洗后再放入镀液中进行表面处理，处理时间按厚度要求进行控制；2)将纯树脂放入模具中，再放入金属板、柔性石墨板和导电树脂板热压后制成集流体；热压温度为100 300°C，热压时间为5 200min，热压压力为I 25MPa。本专利技术的优点本专利技术是将金属板放置在碱性液中清洗后，再放入镀液中进行表面处理，然后将纯树脂放入模具中，再放入镀层后的金属板、柔性石墨板和导电树脂板热压后制成集流体； 本专利技术根据钒电池工作要求，金属板表面要求镀一层防护镀层；并且选取耐高温、耐腐蚀性好的高分子树脂和导电剂制备高导电率、高强度、耐腐蚀的导电树脂板；本专利技术将金属板完全包裹避免其直接与溶液接触发生化学反应，并且在金属板上镀一层防护镀层，消除了因表面氧化造成电池性能的衰减，提高了集流体的使用寿命，同时也提高了钒电池的可靠性。附图说明图1、图2为钒电池用集流体的结构示意图。其中，图1为主视图；图2为立体图。图中，I纯树脂；2金属板；3柔性石墨板；4导电树脂板。具体实施方式下面结合附图对本专利技术实施例做进一步详述。如图1所示，本专利技术钒电池用集流体包括纯树脂1、金属板2、柔性石墨板3和导电树脂板4，在金属板2上镀一层防护镀层，在金属板2的一侧包裹柔性石墨板3和导电树脂板4，在金属板2的另一侧包裹纯树脂1，纯树脂1、金属板2、柔性石墨板3和导电树脂板4 通过热压在一起，制成钒电池用集流体。所述纯树脂I在最底层，纯树脂的厚度为O. 3-3mm ； 金属板2在纯树脂I的上面，金属板的厚度为2-4_ ;柔性石墨板3在 金属板2的另一个面上，导电树脂板4在柔性石墨板3的上面，导电树脂板的厚度为O. 3-5mm。纯树脂I为耐酸性极强的热塑性塑料或者热固性塑料或者橡胶等，如聚乙烯树月旨(PE)、聚丙烯树脂(PP)、聚氯乙烯树脂(PVC)、丙烯酸树脂粉末(PA，尼龙)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)、丁腈橡胶(NBR)、氟橡胶(FPM)中的一种或一种以上混合；金属板 2为铜或者铁或者锌或者钛；柔性石墨板3的厚度为O. 15-1. 5mm ;密度O. 7-1. 5g/cm3，具有高热稳定性、耐高低温、耐腐蚀。导电树脂板4为耐高温、耐腐蚀性好的导电塑料板或者导电橡胶板。所述钒电池用集流体的制备方法，具体步骤如下I)将金属板放置在碱性液中清洗后，再放入镀液中进行表面处理，金属板上镀的防护镀层为锡或者银，处理时间按厚度要求进行控制，镀层的厚度为10-1000μπι ;2)将纯树脂放入模具中，再放入金属板、柔性石墨板和导电树脂板热压后制成集流体；热压温度为100 300°C，热压时间为5 200min，热压压力为I 25MPa。实施例1取厚度为2mm铜板，放置在碱性液中除油，再放入镀液中进行表面镀锡，镀层厚度为ΙΟμπι。将聚乙烯树脂(PE)放入模具最底层，厚度控制为1mm，再放入镀锡后铜板，其上放置Imm厚的柔性石墨板，再在柔性石墨板上放置3_的导电塑料板进行热压，热压温度为 190°C，热压时间为30min，压力为3MPa，得到一种钒电池用集流体。实施例2取厚度为3mm钛板，放置在碱性液中除油，再放入镀液中进行表面镀银，镀层厚度为60 μ m。将聚丙烯树脂(PP)放入模具最底层，厚度控制为2mm，再放入镀银后钛板，其上放置1. 5_厚的柔性石墨板，再在柔性石墨板上放置4_的导电塑料板进行热压，热压温度为200°C，热压时间为50min，压力为lOMPa，得到一种钒电池用集流体。实施例3取厚度为4mm铁板，放置在碱性液中除油，再放入镀液中进行表面镀银，镀层厚度为50 μ m。将丙烯酸树脂粉末(PA，尼龙)放入模具最底层，厚度控制为3mm，再放入镀银后铁板，其上放置O. 5mm厚的柔性石墨板，再在柔性石墨板上放置Imm的导电塑料板进行热压， 热压温度为150°C，热压时间为20min，压力为15MPa，得到一种钒电池用集流体。结果表明，本专利技术根据钒电池工作要求，以纯树脂1、金属板2、柔性石墨板3，导电树脂板4通过压机热压在一起，制成钒电池用集流体。将金属板完全包裹避免其直接与溶液接触发生化学反应，并且在金属板上电镀一层防护镀层消除了因表面氧化造成电池 性能的裳减，提闻了集流体的使用寿命，同时也提闻了 I凡电池的可罪性。权利要求1.一种钒电池用集流体，其特征在于包括纯树脂、金属板、柔性石墨板和导电树脂板，在金属板上镀一层防护镀层，在金属板的一侧包裹柔性石墨板和导电树脂板，在金属板的另一侧包裹纯树脂，形成钒电池用集流体。2.按照权利要求1所述的钒电池用集流体，其特征在于纯树脂、金属板、柔性石墨板和导电树脂板通过压机热压在一起。3.按照权利要求1所述的钒电池用集流体，其特征在于纯树脂在最底层，纯树脂的厚度为O. 3-3mm ;金属板在纯树脂的上面,金属板的厚度为2_4_ ;柔性石墨板在金属板的另一个面上，导电树脂板在柔性石墨板的上面，导电树脂板的厚度为O. 3-5mm。4.按照权利要求1所述的钒电池用集流体，其特征在于金属板为铜或者铁或者锌或者钛。5.按照权利要求1所述的钒电池用集流体，其特征在于金属板上镀一层锡或者银，镀层的厚度为10-1000 μ m。6.按照权利要求1所述的钒电池用集流体，其特征在于柔性石墨板的厚度本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钒电池用集流体，其特征在于：包括纯树脂、金属板、柔性石墨板和导电树脂板，在金属板上镀一层防护镀层，在金属板的一侧包裹柔性石墨板和导电树脂板，在金属板的另一侧包裹纯树脂，形成钒电池用集流体。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：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：