[發明專利]一種酚醛樹脂?石墨?石墨烯復合電池雙極性柵板及其制備方法

有效

• 申請號: 201410401746.3
• 申請日: 2014-08-14
• 公開（公告）號: CN104183852B
• 公開（公告）日: 2017-02-15
• 發明（設計）人: 唐一林;江成真;王明吉;李枝芳;馬慶;楊松;任延清
• 申請（專利權）人: 濟南圣泉集團股份有限公司
• 主分類號: H01M4/68
• 分類號: H01M4/68
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司11227
• 代理人: 趙青朵

技術領域

本發明涉及鉛酸電池技術領域，尤其涉及一種酚醛樹脂-石墨-石墨烯復合電池雙極性柵板及其制備方法。

背景技術

鉛酸電池主要是以鉛和硫酸為主要原材料制造的二次電池，由于其活性物質的利用率低，一般情況下低于60％，且鉛的密度較大，從而使得現有的鉛酸電池的比能量都很低，所以鉛酸電池的制造是以消耗大量的鉛資源為基礎的。同時，由于在鉛的冶煉及球磨過程分別會有氧化鉛煙霧和鉛粉的污染，因此鉛酸電池在制造及廢舊電池的回收過程中會引起嚴重的環境。而且近年來“血鉛事件”一再發生，使得鉛酸電池的生產和使用，引起了人們的廣泛關注，并且關于取代鉛酸電池的呼聲也不斷高漲。

隨之，近年來出現了很多其他電池，如鋰電池等，但這些電池在經濟性上與鉛酸電池相差甚遠，另外在安全性等方面也存在隱患，比如鈷酸鋰電池過沖及碰撞會有爆炸危險。而新近出現的磷酸鐵鋰電池雖然在安全性及耐過充等方面有了進步，但高昂的價格及電池組一致性方面難于解決的問題，使得在短時間內這種電池仍難成為主流。另外，這些電池在導電性方面也遠不如傳統的鉛酸電池。

發明內容

有鑒于此，本發明要解決的技術問題在于提供一種酚醛樹脂-石墨-石墨烯復合電池雙極性柵板及其制備方法，制備的電池柵板具有良好的導電性。

本發明提供了一種酚醛樹脂-石墨-石墨烯復合電池雙極性柵板的制備方法，包括：

將酚醛樹脂、石墨和石墨烯混合、壓制成型，得到酚醛樹脂-石墨-石墨烯復合電池雙極性柵板。

優選的，所述石墨為片狀石墨和/或球狀石墨。

優選的，所述石墨為片狀石墨和球狀石墨，所述片狀石墨和球狀石墨的重量比為(0.01～1)：(1～0.01)。

優選的，所述酚醛樹脂、石墨和石墨烯的重量比為(10～20)：(79～89)：(1～5)。

優選的，所述壓制成型為熱壓成型或冷壓成型。

優選的，所述石墨烯為多孔石墨烯。

優選的，所述多孔石墨烯按照以下方法制備：

1)、在催化劑的作用下，將生物質碳源進行催化處理，得到第一中間產物，所述催化劑包括錳的氯化鹽、鐵類化合物、鈷類化合物和鎳類化合物中的一種或幾種；

2)、在保護性氣體的條件下，將所述第一中間產物從第一溫度升溫至第二溫度后保溫，得到第二中間產物，所述第一溫度為20℃～40℃，所述第二溫度為300℃～400℃；

3)、在保護性氣體的條件下，將所述第二中間產物從第二溫度升溫至第三溫度后保溫，得到第三中間產物；所述第三溫度為800℃～900℃；

4)、在保護性氣體的條件下，將所述第三中間產物從第三溫度升溫至第四溫度后保溫，得到第四中間產物，所述第四溫度為1100℃～1300℃；

5)、在保護性氣體的條件下，將所述第四中間產物從第四溫度降溫至第五溫度后保溫，得到多孔石墨烯，所述第五溫度為900℃～1000℃。

優選的，所述生物質碳源為纖維素和木質素中的一種或兩種。

優選的，所述生物質碳源為多孔纖維素。

優選的，所述多孔纖維素的制備方法包括以下步驟：

A)、將生物質資源在酸中進行水解，得到木質纖維素，所述生物質資源包括植物和農林廢棄物中的一種或幾種；

B)、對所述木質纖維素進行處理，得到多孔纖維素，所述處理包括酸處理、鹽處理或有機溶劑處理。

優選的，所述步驟B)中鹽處理的方法為酸性亞硫酸鹽法處理或堿性亞硫酸鹽法處理。

本發明還提供了一種酚醛樹脂-石墨-石墨烯復合電池雙極性柵板，由酚醛樹脂、石墨和石墨烯壓制而成。

優選的，所述石墨烯為多孔石墨烯。

優選的，所述酚醛樹脂、石墨和石墨烯的重量比為(10～20)：(79～89)：(1～5)。

優選的，所述石墨為片狀石墨和球狀石墨，所述片狀石墨和球狀石墨的重量比為(0.01～1)：(1～0.01)。

與現有技術相比，本發明以酚醛樹脂、石墨和石墨烯為原料，制備得到電池柵板，減少了鉛的使用量，能夠有效減少對環境的污染，而且采用酚醛樹脂石墨復合制備電池柵板，能夠有效減輕電池重量，減少電池制造過程中能源的浪費，同時，制備的電池柵板具有良好的導電性能，完全能夠滿足作為電池柵板集流體的需要，為鉛酸電池的進一步發展開拓了一條新的途徑。

附圖說明