[發明專利]用于鋅溴液流電池極板的導電粘結劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201911032926.8
• 申請日: 2019-10-28
• 公開（公告）號: CN110760280B
• 公開（公告）日: 2021-07-13
• 發明（設計）人: 王學華;申楷赟;王強;王浩;盧苗苗;白志城;張宗永
• 申請（專利權）人: 武漢工程大學
• 主分類號: C09J133/04
• 分類號: C09J133/04;C09J127/12;C09J11/08;C09J9/02;H01M4/86
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 崔友明

本發明提供一種用于鋅溴液流電池極板的導電粘結劑及其制備方法，該導電粘結劑，按質量百分數計，由以下組分組成：溶劑：40?55％，膠料：19?25％，增韌劑：2?10％，導電劑：20?25％，余量為附著力促進劑。本發明的用于鋅溴液流電池極板的導電粘結劑通過各組分的協同作用，具有良好的導電性，其在電化學反應過程中不失效、不分解，且其剝離強度大，韌性好，具有較好的抗熱震能力，同時，其固化速度快，無需高溫烘烤，使用方便，另外，本發明的膠體干燥后可再生，無不良溶劑，環保安全。

技術領域

本發明涉及液流儲能電池技術領域，特別涉及一種用于鋅溴液流電池極板的導電粘結劑及其制備方法。

背景技術

液流電池是一種新型大容量電化學儲能裝置，它不同于通常使用固體材料電極或氣體電極的電池，其活性物質是流動的電解質溶液，最顯著的特點是規模化蓄電，具有容量高、使用領域廣、循環使用壽命長的特點。長期以來，高能量密度并且低成本的鋅儲能系統在應用中具有很好的可行性和可操作性，使得鋅溴氧化還原液流電池受到人們的關注和重視。與鉛酸電池相比，鋅溴液流電池的能量密度和功率密度更高，更為高效、清潔；而與其他的液流電池相比，具有價格上的優勢。鋅溴液流電池的關鍵材料包括電極、隔膜、電解液等。有研究表明，電極材料費用約占電池成本的50％，也是影響電池壽命的關鍵材料，提高電極材料的可靠性可有效地降低電池成本，對改善電池的性能和壽命具有重要意義。

鋅溴液流電池中溴和溴鹽的水溶液對電極材料具有腐蝕性，長時間運行將導致電極老化變形，大大影響電池的性能和使用壽命。因此，電極材料需有良好的耐腐蝕性，常見的電極材料有石墨、碳氈、玻璃碳、金屬板、碳塑復合材料等。采用碳塑復合材料可以大大降低溴水的腐蝕，提高電極強度，但電阻率高，存在較高的過電位，導致電池性能差。

發明內容

有鑒于此，本發明旨在提出一種用于鋅溴液流電池極板的導電粘結劑，以解決現有石墨板電極機械性能差、金屬板不耐腐蝕、復合材料板電池性能差且成本高的問題。

為達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的：

一種用于鋅溴液流電池極板的導電粘結劑，按質量百分數計，由以下組分組成：溶劑：40-55％，膠料：19-25％，增韌劑：2-10％，導電劑：20-25％，余量為附著力促進劑。

可選地，所述溶劑為N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亞砜、乙酸甲酯、乙酸乙酯、丙酮、二甲苯中的一種或多種。

可選地，所述膠料由含氟樹脂和丙烯酸樹脂構成；所述含氟樹脂和所述丙烯酸樹脂的質量比為(1-2)∶(8-9)。可選地，所述含氟樹脂的分子量大于400000，純度大于99.5％；所述丙烯酸樹脂的分子量為75000-120000，純度大于99％。

可選地，所述增韌劑為丁苯橡膠、氯丁橡膠、丁腈橡膠、乙烯-醋酸乙烯共聚物，甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸乙酯共聚物中的一種或多種。

可選地，所述附著力促進劑為不含硅酮的改性聚酯樹脂的乙酸正丁酯溶液；所述不含硅酮的改性聚酯樹脂的重量百分比為10-30％。

可選地，所述不含硅酮的改性聚酯樹脂為環氧改性丙烯酸樹脂、聚氨酯改性丙烯酸樹脂、丙烯酸改性聚酯樹脂的一種。

可選地，所述導電劑為石墨粉、導電炭黑、碳納米管、石墨烯中的一種或多種。

本發明的第二目的在于提供一種制備上述用于鋅溴液流電池極板的導電粘結劑的方法，該制備方法包括以下步驟：

1)將所述膠料溶于所述溶劑，得到溶液A；

2)將所述溶液A、所述增韌劑、所述附著力促進劑混合后，攪拌，得到膠液B；

3)向所述膠液B中加入所述導電劑，攪拌，真空除氣后，得到用于鋅溴液流電池極板的導電粘結劑。