[發明專利]全釩液流電池用鋁基鍍銅集流板的制備方法

有效

• 申請號: 202010130746.X
• 申請日: 2020-02-28
• 公開（公告）號: CN111769300B
• 公開（公告）日: 2023-06-30
• 發明（設計）人: 晏金煒;武風格;周振捷;房軼群;李浩峰;徐少勛
• 申請（專利權）人: 上海市機電設計研究院有限公司
• 主分類號: H01M8/02
• 分類號: H01M8/02;H01M8/18
• 代理公司: 上海科琪專利代理有限責任公司 31117
• 代理人: 鄭明輝

本發明涉及一種全釩液流電池用鋁基鍍銅集流板的制備方法，步驟包括：鋁板胚體成型；鋁板胚體預處理：將鋁板胚體進行二次堿洗，再經過熱蒸餾水洗和冷蒸餾水洗得到預處理后的鋁板胚體；鋁板胚體預鍍銅：將預處理后的鋁板胚體置于第一電解液中進行電鍍，采用冷蒸餾水洗得到預鍍銅后的鋁板；鋁板鍍銅：將預鍍銅后的鋁板置于第二電解液中進行電鍍，在鋁板上得到增厚的鍍銅層后對鋁板進行冷蒸餾水洗，再采用壓縮空氣吹干鋁板。本發明既能保證良好的導電性能，又能降低集流板重量、降低成本。

技術領域

本發明涉及全釩液流電池，特別涉及一種全釩液流電池用鋁基鍍銅集流板的制備方法。

背景技術

集流板（或稱集流體）是全釩液流電池電堆的一個重要組成部分，集流板包括集流部和接線部，集流部通常為集流板板體的一部分，集流部與端電極處的雙極板接觸以收集電堆電流，接線部通常也稱極耳，極耳用于與電堆外的電纜連接并將電流導出，因此集流板的機械性能和導電性能直接影響到全釩液流電池電堆的效率、壽命及成本等。

傳統的全釩液流電池的集流板大都采用銅板，但存在重量大、成本高等缺點，現有的解決辦法是將添加有導電填料的塑料粒子或塑料片與銅網或銅片進行熱壓復合來制造集流板或整合有集流板的復合端電極組件，這種技術可以在一定程度上降低集流板的重量，減少銅的使用量從而降低成本，但因熱壓工藝較復雜難以實現批量化生產，從而導致整體生產成本較高，同時導電填料的主要成分為PE、PP或PTFE塑料，其與金屬之間的熱膨脹系數差異較大，在溫度變化較大的條件下容易造成開裂、剝離等問題，從而造成集流板在端電極處接觸電解液失效。

發明內容

本發明的目的在于提供一種全釩液流電池用鋁基鍍銅集流板的制備方法，該制備方法通過對鋁板進行成型、堿洗、預鍍銅和鍍銅處理從而獲得帶增厚鍍銅層的鋁基集流板，既能保證良好的導電性能，又能降低集流板重量、降低成本。

本發明是這樣實現的：

一種全釩液流電池用鋁基鍍銅集流板的制備方法，步驟如下：

（a）鋁板胚體成型：采用機械加工裁切去掉鋁板板體一端的兩側鋁塊，留下板體一端的中間部分作為所述集流板的極耳，采用銑削方法在鋁板的一個板面上沿周邊形成一圈薄邊，在極耳上設置接線孔，得到鋁板胚體；

（b）鋁板胚體預處理：先將鋁板胚體置于堿液中進行第一次堿洗，堿洗溫度設定在40~70℃范圍內，然后對鋁板胚體進行熱蒸餾水洗，再對鋁板胚體進行第二次堿洗，堿洗溫度設定在40~70℃范圍內，接著對鋁板胚體再進行熱蒸餾水洗和冷蒸餾水洗得到預處理后的鋁板胚體；

（c）鋁板胚體預鍍銅：將預處理后的鋁板胚體置于第一電解液中進行電鍍，陽極采用高純度電解銅，陽極與陰極的表面積約為1~2倍，電鍍過程中陰極電流密度為10~40mA/cm2，溫度維持在20~45℃，然后采用冷蒸餾水洗得到預鍍銅后的鋁板；

（d）鋁板鍍銅：將預鍍銅后的鋁板置于第二電解液中進行電鍍，陽極采用高純度電解銅，陽極與陰極的表面積約為1~2倍，電鍍過程中陰極電流密度為10~60mA/cm2，溫度維持在20~45℃，在鋁板上得到增厚的鍍銅層后對鋁板進行冷蒸餾水洗，再采用壓縮空氣吹干鋁板。

所述步驟（a）中的鋁板為矩形，板體厚度為4mm，所述極耳的長度約為15cm、寬度約為10cm，所述薄邊的銑削深度為2mm、寬度為2cm，所述接線孔為兩個且直徑約為1cm。

所述步驟（b）中的堿液為含有氫氧化鈉、磷酸三鈉、硅酸鈉、碳酸鈉和硫酸鈉的水溶液。

所述步驟（b）中第一次堿洗的溫度為60℃、時間約為15分鐘，第二次堿洗的溫度為60℃、時間約為20分鐘。

所述步驟（c）中的第一電解液包含硫酸銅、氫氧化鈉、草酸鈉、乙二胺乙二酸、氰化鈉、氰化亞銅和鉛。