[發明專利]復合導電電極及其制造方法

無效

• 申請號: 201310314104.5
• 申請日: 2011-05-25
• 公開（公告）號: CN103367764A
• 公開（公告）日: 2013-10-23
• 發明（設計）人: 鄭役軍;鄭東冬
• 申請（專利權）人: 深圳市金釩能源科技有限公司
• 主分類號: H01M4/88
• 分類號: H01M4/88;H01M4/86
• 代理公司: 廣東星辰律師事務所 44263
• 代理人: 丁敬偉

【技術領域】

本發明涉及電池用導電電極及其制造方法，具體涉及復合導電電極及其制造方法，屬于釩電池制造領域。

【背景技術】

釩電池目前使用的電極材料主要為塑料板和石墨板等非金屬電極板。

在實踐中發現非金屬類電極板在使用過程中導電的穩定性較差，容易出現斷裂現象，即當非金屬類電極長時間使用時，隨著電極溫度的升高，其電阻會在臨界點陡然加大，導致電極變形，影響非金屬類電極的正常使用。具體體現在所述塑料電極板中的表現為機械性能差、電性能差；石墨板容易剝落變形，使用壽命只有兩年，壽命較短，而且電性能不穩定。

在釩電池的氧化還原液流中普遍使用的復合電極板，一般要求應當具有較好的導電性，即具有較低的體積電阻率，同時還應當具有較好的機械性能和穩定的溫度效應，如電極板能夠在長期使用后，尤其是在較高的溫度之下工作仍能保持較為穩定的結構，即電極板變形極限較大，不易變形，仍可以有效隔離電極板兩側不同性質的液流。

專利申請號為2008103034837的中國發明專利申請公布說明書公開了一種全釩氧化還原液流電池用的復合電極及其制備方法，其主要內容是將多種導電填料添加到高分子聚合物中制得熱塑性導電板，再使用熱塑性導電板與石墨氈（碳氈）熱壓復合而成，使石墨氈中的部分導電碳纖維嵌入導電板表面，形成互穿的導電網絡，進而提高了產品整體的導電性能。前述復合電極及其制備方法的主要缺陷是：體積電阻率實際上很難達到≤0．1Ω·ｃｍ的標準，產生該缺陷的原因是：導電碳纖維等導電填料的含量仍舊較少，此外，熱壓復合而成的導電板機械結構并不穩定，在電池長期使用后，導電碳纖維容易發生開鏈、斷裂等現象，致使復合電極板的溫度效應較差。

【發明內容】

為了解決現有技術中存在的非金屬類電極在使用過程中導電的穩定性差，容易出現開鏈、斷裂等變形現象的缺陷，本發明提供了一種復合導電電極制造方法。

為了解決現有技術中存在的非金屬類電極在使用過程中導電的穩定性差，容易出現開鏈、斷裂等變形現象的缺陷，本發明還提供了一種復合導電電極。

本發明解決現有技術問題所采用的技術方案為提供了一種復合導電電極制造方法，所述復合導電電極制造方法采用碳氈作為導電基體，用導電介質作為所述碳氈空間的連接物質，以此增強所述碳氈的導電特性。

根據本發明的一優選技術方案：所述復合導電電極制造方法采用碳氈作為導電基體，用導電樹脂作為所述碳氈空間的連接物質，以此增強所述碳氈的導電特性，所述導電樹脂包括導電塑料或環氧樹脂。

在本發明的技術方案中：所述復合導電電極制造方法包括步驟：

A:將第一碳氈放入模具內；

B:將環氧樹脂與凝固劑進行混合，并將調配好的含有凝固劑的環氧樹脂混合料澆鑄到所述第一碳氈所在的模具內，使所述混合料均勻滲入到所述第一碳氈內；

C:待所述含有凝固劑的環氧樹脂混合料與所述第一碳氈凝固成一體后取出；

D:將滲有所述混合料的第一碳氈綜合體的表面削平，即得到所述復合導電電極。

根據本發明技術方案中的優選技術方案：

所述步驟A中對放入模具內的所述第一碳氈施加1mpa～4mpa的壓力；

所述步驟B中所述凝固劑為酸性固化劑，所述凝固劑在所述混合料中占的重量比為：胺類用量=MG/Hn式中：M=胺分子量；Hn=含活潑氫數目；G=環氧值（每100克環氧樹脂中所含的環氧當量數）；用酸酐類時按下式計算：酸酐用量=MG（0.6～1）/100式中：M=酸酐分子量；G=環氧值（0.6～1）為實驗系數；

所述D中用切割機或雕刻機將所述滲有混合料的第一碳氈綜合體的六個表面削平，所削厚度為0.1mm～1mm。

本發明還提供了一種應用上述技術方案中所述方法制成的復合導電電極，所述復合導電電極包括：環氧樹脂與凝固劑的混合料和第一碳氈，其中，所述環氧樹脂與凝固劑的混合料均勻滲入到所述第一碳氈內，所述環氧樹脂與凝固劑的混合料和所述第一碳氈為一體式結構。

通過上述方案制備成的復合導電電極，導電性能顯著提高，導電電極結構致密，熱塑性以及溫度效應較好；且制作工藝操作簡單，制造成本低，采用本發明技術方案中所述的制造方法制成的導電電極在長時間使用的情況下，導電性能仍十分穩定，較少有碳鏈斷裂現象的發生，導電電極的導電板內碳氈氣孔含量極少，不易變形，大大增強了導電電極在穩定狀態下的使用壽命。

【附圖說明】

圖1.本發明復合導電電極制造方法流程圖；