[發(fā)明專利]一種釩電池用雙極板及其連續(xù)加工裝置和方法

有效

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• 申請日: 2017-10-30
• 公開（公告）號: CN109728319B
• 公開（公告）日: 2021-10-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 侯紹宇;劉建國;嚴川偉
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學院金屬研究所
• 主分類號: H01M8/0228
• 分類號: H01M8/0228
• 代理公司: 沈陽優(yōu)普達知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 21234
• 代理人: 張志偉

本發(fā)明涉及釩電池制造領(lǐng)域，具體為一種釩電池用雙極板及其連續(xù)加工裝置和方法。該裝置為沿雙極板母板進入方向依次有三輥壓光機、定位輥、加熱保溫裝置和定型輥，三輥壓光機上設(shè)有涂覆裝置，涂覆裝置有兩個，分別位于雙極板母板兩側(cè)，分別設(shè)在上輥和中輥之間以及中輥和下輥之間。該方法為雙極板母板通過三輥壓光機并通過設(shè)置在三輥壓光機上的涂覆裝置，直接將導(dǎo)電漿料涂覆在雙極板兩側(cè)，并通過加熱保溫裝置后由定型輥壓制成型。本發(fā)明的雙極板表面涂覆高導(dǎo)電涂層，導(dǎo)電性能好，成本低。采用涂覆工藝，可連續(xù)化生產(chǎn)，可大大降低雙極板表面電阻及其與電極間的接觸電阻，提高電池的能量效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及釩電池制造領(lǐng)域，具體為一種釩電池用雙極板及其連續(xù)加工裝置和方法。

背景技術(shù)

釩電池是解決風能、太陽能等可再生能源大容量儲能的理想儲能電池。雙極板是釩電池的最重要材料之一，對釩電池的成本構(gòu)成至關(guān)重要，其強度和導(dǎo)電性更是影響電池性能和壽命。雙極板在低成本、高強度、高導(dǎo)電三方面兼容的制備技術(shù)已成為制約釩電池產(chǎn)業(yè)化的瓶頸之一。

低成本、高性能的關(guān)鍵材料是制約釩電池的商業(yè)化應(yīng)用的瓶頸之一，如雙極板，石墨類雖導(dǎo)電性能好，但機械強度差，且無法進行大面積的加工(最大800mm×800mm)。而普通導(dǎo)電塑料雙極板，導(dǎo)電性和機械強度均相對較差，只能滿足短期的電池壽命，而且為獲得高的電導(dǎo)率，高的導(dǎo)電劑添加量使得批量制備(如常規(guī)的擠出工藝)很難實現(xiàn)。因此，在保證高強度、高導(dǎo)電的基本性能基礎(chǔ)上，獲得可以大面積批量生產(chǎn)的雙極板制備技術(shù)至關(guān)重要，必須發(fā)明一種釩電池用雙極板的連續(xù)加工裝置及其制備方法。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提出一種釩電池用雙極板及其連續(xù)加工裝置和方法，采用涂覆工藝，可連續(xù)化生產(chǎn)，降低雙極板與電極間的接觸電阻，提高電池的能量效率。

為了達到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為：

一種釩電池用雙極板，該雙極板為雙極板母板及其一側(cè)或兩側(cè)的導(dǎo)電涂層復(fù)合結(jié)構(gòu)，導(dǎo)電涂層為導(dǎo)電漿料涂覆于雙極板母板形成；其中，導(dǎo)電漿料為導(dǎo)電填料和稀釋劑的混合物，導(dǎo)電填料、稀釋劑的質(zhì)量比為1：(3～6)，其電阻率在0.001～100Ω·cm。

所述的釩電池用雙極板，導(dǎo)電填料為炭黑、石墨、碳纖維粉和金屬粉中的一種，粒徑為0.005mm～0.1mm；稀釋劑為水、乙醇、溶劑油、丙酮中的一種。

所述的釩電池用雙極板，雙極板母板厚度為0.3～5.0mm，雙極板母板表面的導(dǎo)電涂層厚度為0.005～0.10mm。

所述的釩電池用雙極板，優(yōu)選的，雙極板母板厚度為0.3～2.0mm，雙極板母板表面的導(dǎo)電涂層厚度為0.01～0.03mm。

所述的釩電池用雙極板的連續(xù)加工裝置，連續(xù)加工裝置沿雙極板母板進入方向依次有三輥壓光機、定位輥、加熱保溫裝置、定型輥和收卷裝置，三輥壓光機的一側(cè)設(shè)有涂覆裝置，涂覆裝置位于雙極板母板一側(cè)或兩側(cè)；

涂覆裝置為一個時，位于雙極板母板一側(cè)上方，設(shè)在三輥壓光機的上輥和中輥之間；涂覆裝置為兩個時，分別位于雙極板母板兩側(cè)上方，分別設(shè)在三輥壓光機的上輥和中輥之間以及中輥和下輥之間。

所述的釩電池用雙極板的連續(xù)加工裝置，連續(xù)加工裝置獨立使用；或者，連續(xù)加工裝置安裝在擠出機及機頭裝置的輸出端，擠出機擠出的雙極板母板與三輥壓光機的上輥和中輥之間對應(yīng)。

所述的釩電池用雙極板的連續(xù)加工裝置，涂覆裝置面向雙極板母板一側(cè)有出料口，涂覆裝置內(nèi)裝有導(dǎo)電漿料，涂覆裝置另一側(cè)設(shè)有進料口。

所述的釩電池用雙極板的連續(xù)加工裝置，三輥壓光機的上輥、中輥和下輥直徑在0.4m～1.0m，相鄰兩輥間距為0.6～3mm；定位輥的直徑在0.4m～1.0m；定型輥的直徑在0.2m～1.0m，兩輥間距為0.6～3mm；進料口直徑為15～45mm，出料口縫隙為1～5mm，涂覆裝置的寬度與三輥壓光機的寬度一致。