[發明專利]去除電極材料中碎屑的方法和裝置

有效

• 申請號: 201210539401.5
• 申請日: 2012-12-12
• 公開（公告）號: CN103000897A
• 公開（公告）日: 2013-03-27
• 發明（設計）人: 陳若媛;史小虎;余龍海;熊建新;朱先發;蔣鵬;尹志雄;葉麗英
• 申請（專利權）人: 大力電工襄陽股份有限公司
• 主分類號: H01M4/583
• 分類號: H01M4/583;B01D29/03;B01D35/02
• 代理公司: 北京嘉予銘知識產權代理有限責任公司 11407
• 代理人: 汪永生

技術領域

本發明涉及一種生產二次電池的輔助設備和生產方法，具體涉及一種去除電極材料（通常是碳氈和石墨氈）的碎屑的方法和裝置。?

背景技術

二次電池，例如鋅溴液流電池、全釩液流電池中經常使用碳氈或者石墨氈作為電極材料，這源于石墨氈/碳氈良好的導電性、抗氧化性、高活性和機械強度。碳氈通常是采用聚丙烯腈基原絲（纖維絲）經過針刺成氈，再經過預氧化、碳化得到。若進一步經過石墨化過程，則得到石墨氈。?

石墨氈/碳氈在經過碳化和石墨化過程中，纖維絲經歷高溫處理，機械強度會變差，甚至是纖維絲損傷，因此出現掉氈屑現象。在裁剪石墨氈或碳氈時，會造成纖維絲的斷裂，也導致掉屑嚴重。氈屑對二次電池的性能有較大影響，就全釩液流電池來說，一方面，氈屑聚集會造成全釩液流電池內部的流道堵塞，導致液流不暢，從而使電池性能急劇惡化，甚至造成電池報廢；另一方面，全釩液流電池的正極電解液為四價和五價的釩離子，五價釩離子在高溫時不穩定，容易出現結晶，負極電解液為二價和三價的釩離子，負極電解液在低溫時也容易析出，電池中存在較多氈屑將會成為晶種，加速了電解液的結晶析出。因此石墨氈/碳氈在裝配電池前去除氈屑變得尤為重要。?

現有的除去碳氈/石墨氈的方法是在裁剪電極材料后用吸塵器吸附除屑，這種方法不僅難以保證完全吸附干凈，而且容易使碎屑漂浮在空氣中，對環境和工人身體傷害較大。對于釩電池來說，通常還在電解液儲液罐進液口裝有過濾裝置來過濾碎屑等，此種碎屑方法仍然難以徹底去除滯留在電池內部的碎屑，該碎屑會吸附在電極材料表面，形成微小的晶種，導致釩的析出，另外由于碎屑尺寸很小，在過濾時采用的微孔濾布會造成電解液流過濾布速度很慢，從而影響電池性能。?

現有技術仍需提出方便、可靠的方法來清除作為電極材料的碳氈/石墨氈的碎屑，以杜絕電極材料碎屑進入二次電池內部，降低電池性能。?

為了保證電堆內部液流均衡順暢，通常在內部或邊框上設計流道來解決此問題，所以流場分布均勻和流道不被堵塞對電池的穩定運行至關重要。電極材料作為全釩液流電池的關鍵材料之一，在全釩液流電池中雖然不發生反應，但作為釩離子發生反應的場所，其性能的優劣對全釩液流電池的充放電性能具有很大的影響。?

發明內容

本發明的目的是提供一種除去電極材料碎屑的方法和裝置，用于填補現有技術中沒有專用于洗滌電極材料的空白。?

本發明的用于除去電極材料碎屑的方法包括：將所述電極材料懸浮于水槽中；向所述水槽提供循環水；以及通過一個過濾裝置過濾循環水中的碎屑。?

該方法可以進一步包括在所述水槽中設置擾動裝置，以擾動所述電極材料或者水流。?

在一種具體實施方式中，將電極材料支持在一個水平設置在所述水槽中的網板上。?

在處理多塊小尺寸的電極材料時，可以將水槽以多孔立板分割成多個子區域，將電極材料豎直放置在該多個子區域中。?

在一種優選方式中，在所述水槽內設置一個可旋轉的懸浮裝置，將所述電極材料懸浮在所述水槽中，然后旋轉所述懸浮裝置，加快水相對于電極材料表面的流速。?

本發明的用于除去電極材料碎屑的裝置包括：水槽，在水槽壁或者水槽蓋上設置至少一個進水口，在水槽底部設置至少一個出水口；懸浮裝置，設于所述水槽中，用于將電極材料懸浮在所述水槽中；循環泵，用于循環洗滌用水。?

所述懸浮裝置是一個靠近水槽底部設置的網板。優選進一步包括若干可拆卸立板，將所述水槽分割成若干區域，所述立板為多孔結構。?

該裝置可以進一步包括水槽架。所述水槽架的托板或者托架優選具有傾角，使得所述水槽置于上面呈相應角度的傾斜；或者，所述水槽架的托板或者托架為水平設置，通過另外提供的墊塊實現水槽的傾斜。?

在另一種實施方式中，所述旋轉裝置是一個可旋轉的網狀容器，該網狀容器被多個網狀材料分割成多個子區域。?

進一步地，所述網狀容器被多個環形支持壁垂直分隔成若干子區域，或者被多個水平布置的格柵分隔成多層結構。?

本發明是在裝配電池之前對電極材料碎屑進行清除，設計了去除電極材料碎屑的裝置和用循環水作為載體除掉電極材料碎屑的方法，該裝置和方法去除碎屑的效果明顯，不損傷電極材料，可以同步處理不同尺寸電極材料，實現電極材料的批量化處理，操作簡單、處理效果好、處理方法環保等特點。?

附圖說明