[發明專利]一種柔性石墨雙極板及其制備方法

在審

• 申請號: 201610819533.1
• 申請日: 2016-09-12
• 公開（公告）號: CN107819137A
• 公開（公告）日: 2018-03-20
• 發明（設計）人: 肖偉;侯紹宇;楊志剛;劉建國;嚴川偉
• 申請（專利權）人: 中國科學院金屬研究所
• 主分類號: H01M8/0245
• 分類號: H01M8/0245;H01M8/0243;H01M8/0234;H01M8/0232
• 代理公司: 沈陽優普達知識產權代理事務所(特殊普通合伙)21234
• 代理人: 張志偉

1.一種柔性石墨雙極板，其特征在于，雙極板包括導電增強骨架和附著于其表面和內部的柔性石墨材料，由含有導電添加劑和樹脂的漿料涂覆于導電增強骨架表面形成改性導電增強骨架，將柔性石墨紙與改性導電增強骨架層疊后模壓，獲得電池用雙極板；

其中，導電增強骨架為孔隙率高、導電性強、機械及化學穩定性好的金屬材料或碳材料；導電添加劑為具有優異導電性的碳纖維、碳納米管、人造石墨、石墨烯、導電塑料粒子、金屬納米粒子之一或兩種以上混合；樹脂為熱塑性或熱固性樹脂，采用聚乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚偏氟乙烯及聚四氟乙烯之一或兩種以上混合。

2.根據權利要求1所述的柔性石墨雙極板，其特征在于：所述的導電增強骨架包括：不銹鋼網、鋁網、碳布或多孔泡沫金屬，或者其它具有較高導電性、較高機械強度和化學穩定性的、可以制備成多孔結構的金屬材料或碳材料。

3.根據權利要求1所述的柔性石墨雙極板，其特征在于：所述的導電增強骨架的孔尺寸為0.2mm×0.2mm～10mm×10mm，導電增強骨架的厚度為0.1mm～3.0mm。

4.根據權利要求1所述的柔性石墨雙極板，其特征在于：所述的導電添加劑和樹脂的漿料中，樹脂的質量分數為2％～15％，導電添加劑的質量分數為0.5％～10％，其余為溶劑。

5.根據權利要求1所述的柔性石墨雙極板，其特征在于：所述的柔性石墨紙為市售石墨紙，其厚度為0.1mm～5.0mm。

6.根據權利要求1所述的柔性石墨雙極板，其特征在于：所述的柔性石墨紙與增強骨架層疊方式為交替疊加，形成石墨紙/骨架/石墨紙、石墨紙/骨架/石墨紙/骨架/石墨紙奇數層，保持層疊體的上、下表面為柔性石墨紙。

7.一種權利要求1～6之一所述的柔性石墨雙極板的制備方法，其特征在于：包括配置導電骨架處理漿料、導電增強骨架預處理、柔性石墨紙與改性后導電骨架層疊體進行加熱和模壓過程，由含有導電添加劑和樹脂的漿料經涂布工藝涂覆于導電增強骨架表面，經過干燥和輥壓獲得改性導電增強骨架，將柔性石墨紙與改性導電增強骨架層疊，經模壓獲得具有導電性能和機械強度的電池用雙極板。

8.根據權利要求7所述的柔性石墨雙極板的制備方法，其特征在于：所述的配置處理漿料，首先將樹脂在溶劑中溶解完全，然后加入導電添加劑，攪拌至分散均勻；

所述的導電增強骨架預處理，首先導電增強骨架在使用前經過輥壓調整厚度，經過去離子水、乙醇、丙酮溶劑之一種或兩種以上中超聲清洗；然后采用浸漬涂覆或噴涂，或者可以使漿料在導電增強骨架表面均勻分散的其它工藝，將改性導電增強骨架漿料涂覆于導電增強骨架表面。

9.根據權利要求7所述的柔性石墨雙極板的制備方法，其特征在于：所述的柔性石墨紙與改性后導電骨架的層疊體，在120℃～260℃下預熱3分鐘～30分鐘后，在20MPa～160MPa下壓制5min～60min。