[發明專利]一種液流電池用石墨氈的制備方法

有效

• 申請號: 201810342586.8
• 申請日: 2018-04-17
• 公開（公告）號: CN108565470B
• 公開（公告）日: 2020-10-13
• 發明（設計）人: 戰麗姝;樊志勇;譚毅;王登科
• 申請（專利權）人: 大連隆田科技有限公司
• 主分類號: H01M4/86
• 分類號: H01M4/86;H01M4/88;H01M4/96;H01M8/18
• 代理公司: 大連瑞博晟知識產權代理有限公司 21259
• 代理人: 楊迪

本發明屬于碳纖維氈制備技術領域，特別涉及一種液流電池用石墨氈的制備方法。包括原料制備、高溫加熱、活化處理幾個步驟。本發明采用預氧氈原料，避免了因局部溫度過高導致的燒蝕，降低了生產成本；優化高溫處理與活化過程，縮短了生產周期，提高了生產效率；選用特定規格的預氧氈，提高了成品質量；使用本發明方法所得成品的電極孔隙率高，比表面積大，電極質量穩定，使用壽命長；由該電極制備的液流電池阻值小，電化學活性高，電池性能優良。

技術領域

本發明屬于碳纖維氈制備技術領域，特別涉及一種液流電池用石墨氈的制備方法。

背景技術

液流電池是一種新型清潔能源存儲裝置，與鉛酸蓄電池、鎳氫電池相比，具有大功率、長壽命、支持頻繁大電流充放電、綠色無污染等明顯技術優勢，主要應用于再生能源并網發電、城市電網儲能、遠程供電等領域。隨著天然能源(石油和煤)的不斷消耗，化石燃料導致大氣質量下降問題的日益凸現，開發和推廣太陽能、風能、地熱能等清潔能源，強調新型能源和可再生能源，對全球經濟和持續發展與環境保護，具有非常重要的戰略意義。但是，無論是太陽能還是風能的利用，因其非穩定發電特點，都需要性能優良、價格低廉、使用壽命長的儲能系統與之匹配。

液流電池電極材料主要為金屬電極、復合導電塑料電極、碳氈石墨氈電極，其中碳氈石墨氈電極較為常用。普通的碳氈石墨氈電極的生產方法是采用國內通用的聚丙烯腈針刺原氈,經過空氣預氧、碳化、石墨化之后加工而成。其缺點是碳氈石墨氈的處理溫度低導致最終產品的含碳量低，進而影響液流電池的效率。

發明內容

為解決現有技術中石墨氈含碳量低，電池效率低等問題，本發明提供一種液流電池用石墨氈的制備方法。

本發明為實現上述目的所采用的技術方案是：一種液流電池用石墨氈的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：

S1原料制備：

（1）首先將短切預氧絲通過開松機開松；

（2）然后將開松后短切預氧絲通過梳理機和氣流鋪網機鋪成網，形成預氧絲網胎；

（3）最后將預氧絲網胎通過針刺機進行針刺形成預氧絲氈；

S2高溫加熱：

（1）把S1制備的預氧絲氈放進高溫碳化、石墨化爐內，2小時由常溫升至400℃，然后再經過2小時升溫至1200℃；

（2）在1200℃時保溫4小時；

（3）繼續升溫至2000℃，并保溫4小時；

（4）降溫至常溫；

S3活化處理：

對上述產品在電阻爐內于500℃進行氧化處理，保溫5小時，增加比表面積，活化后出爐；

S4剪切包裝：

將得到的活化石墨氈剪切，包裝即得成品。

所述S1-（3）形成的預氧絲氈厚度為3-15mm。

所述S2-（1）中的升溫均為勻速升溫。

本發明采用預氧氈原料，避免了因局部溫度過高導致的燒蝕，降低了生產成本；優化高溫處理與活化過程，縮短了生產周期，提高了生產效率；選用特定規格的預氧氈，提高了成品質量；使用本發明方法所得成品的電極孔隙率高，比表面積大，電極質量穩定，使用壽命長；由該電極制備的液流電池阻值小，電化學活性高，電池性能優良。

附圖說明

圖1為本發明制備的液流電池用石墨氈實物圖；

圖2為本發明制備的液流電池用石墨氈在液流電池內的充電曲線圖；