[發明專利]碳氈復合電池極板及其生產方法、碳氈復合壓延設備和液流電池

在審

• 申請號: 202011178811.2
• 申請日: 2020-10-29
• 公開（公告）號: CN112428554A
• 公開（公告）日: 2021-03-02
• 發明（設計）人: 孟琳;任忠山;劉學軍;陸克
• 申請（專利權）人: 青海百能匯通新能源科技有限公司;青海百能匯通新能源科技有限公司儲能工程技術分公司
• 主分類號: B29C48/00
• 分類號: B29C48/00;B29C48/07;H01M4/86;H01M4/88;H01M4/96;H01M8/18;B29L31/34
• 代理公司: 北京超凡志成知識產權代理事務所(普通合伙) 11371
• 代理人: 聞盼盼

本發明提供了一種碳氈復合電池極板及其生產方法、碳氈復合壓延設備和液流電池，涉及液流電池技術領域。該碳氈復合電池極板的生產方法主要是通過將經熱熔擠出并處于熔融狀態下的極板基材與碳氈一同熱壓，得到碳氈復合電池極板，該生產方法實現了極板基材與碳氈的一體化成型，極板基材與碳氈的直接熔接消除了接觸電阻，避免了接觸電阻的不均勻問題，可有效的降低整體電阻；另外，該生產方法可實現碳氈復合電池極板的連續化生產，有效提高生產效率，能夠有效降低組裝時人為操作失誤問題的出現。本發明還提供了碳氈復合壓延設備，該設備結構簡單，可實現極板基材與碳氈的一體化成型，同時還可實現碳氈復合極板基材的連續作業。

技術領域

本發明涉及液流電池技術領域，具體而言，涉及一種碳氈復合電池極板及其生產方法、碳氈復合壓延設備和液流電池。

背景技術

近年來，隨著可再生能源行業的迅速發展，風力及光伏發電在發電側的占比不斷增加，但由于新能源發電固有的間歇性及波動性，對電網造成了比較大的沖擊，同時由于電網的消納及輸送能力有限，出現了“棄風/光”、“限發”等現象。大規模儲能技術的應用將為可再生能源及智能電網建設的發展提供支持和保障，可在改善電能質量、平衡電力負荷、削峰填谷及電網輔助服務等領域發揮關鍵作用。其中液流電池是優良的儲能技術之一。液流電池是一種低成本、高效率、環境友好型的儲能電池，具有能量密度高和電流效率高、裝置簡單易操縱、使用壽命長、成本低廉等優點。目前主流的液流電池主要有全釩液流電池及鋅溴液流電池，主要應用于電網調峰、風能和太陽能等可再生能源發電、電動汽車等領域。其中全釩液流電池是目前市場拓展較為成熟的一種。

傳統的全釩液流電池多采用導電片材作為電極板使用，極板與隔膜之間加入碳氈層，實現有效電傳導及降低內阻的作用。全釩液流電池的極板電阻率對電池的影響分為兩部分：其一，極板的本身電阻影響，即直接的厚度電阻最終會反應到充放電內耗上，致使充放電分壓，降低電池的電壓效率；其二，極板的表面接觸電阻：液流電池的單側電極結構如圖(圖1)，電極板1與隔膜3之間設置碳氈2，起到搭載反應介質及實現電傳導作用。

液流電池運行過程中，電流通過內部電解液及碳氈與極板的接觸實現傳導，碳氈壓實情況及極板表面狀況均會影響接觸電阻及最終電阻，這就要求極板擁有較好的表面接觸傳導能力，從而實現較好的電能轉移效果。目前，碳氈與極板之間一般為物理接觸。經實驗測定，接觸電阻能占到總電阻率的50～70％；而且液流電池中，碳氈處于活動狀態，主要靠結構來固定位置。在液流及冷熱溫度不斷變化條件下，較易出現位置移動或局部接觸不良的問題。位移會影響液流，局部接觸問題會導致電阻分配不均，影響電池運行效果。因此，如何降低碳氈與極板之間的表面接觸電阻率，從而降低總電阻率實現更高的電壓效率是亟待解決的問題。

有鑒于此，特提出本發明以解決上述技術問題中的至少一個。

發明內容

本發明的第一個目的在于提供一種碳氈復合電池極板的生產方法，可實現碳氈與電池極板的一體化成型，消除了碳氈與電池極板之間的接觸電阻。

本發明的第二個目的在于提供一種碳氈復合電池極板，采用上述碳氈復合電池極板的生產方法制作得到。

本發明的第三個目的在于提供一種碳氈復合壓延設備，可實現碳氈與電池極板的一體化生產。

本發明的第四個目的在于提供一種液流電池，包括上述的碳氈復合電池極板或采用上述碳氈復合壓延設備制得的碳氈復合電池極板。

為了實現本發明的上述目的，特采用以下技術方案：

本發明提供了一種碳氈復合電池極板的生產方法，將經熱熔擠出并處于熔融狀態下的極板基材與碳氈一同熱壓，得到碳氈復合電池極板。

進一步的，在本發明技術方案的基礎之上，所述碳氈分別置于極板基材的兩側，并與處于熔融狀態下的極板基材經壓輥熱壓，得到碳氈復合電池極板；

優選地，所述熱壓溫度為85-95℃。