[發明專利]一種液流電池用導電高分子雙極板及其制備方法

有效

• 申請號: 202210188850.3
• 申請日: 2022-03-01
• 公開（公告）號: CN114256476B
• 公開（公告）日: 2022-05-27
• 發明（設計）人: 熊仁海;王宇;陳廣新;郭勇
• 申請（專利權）人: 杭州德海艾科能源科技有限公司
• 主分類號: H01M8/0243
• 分類號: H01M8/0243;H01M8/0202;H01M8/18
• 代理公司: 北京志霖恒遠知識產權代理事務所(普通合伙) 11435
• 代理人: 奚麗萍

本發明公開了一種液流電池用導電高分子雙極板及其制備方法，包括以下步驟：S1：制備氧化石墨烯分散液；S2：制備銀氨溶液；S3：制備混合溶液；S4：制備石墨烯?銀溶液；S5：制備石墨烯?銀復合粒子；S6：高分子樹脂加入開煉機雙輥間；繼續添加導電填料和石墨烯?銀復合粒子，共混，加入助劑，共混，得到共混物；S7：設計紋路圖紙，并將設計的紋路圖紙導入精雕雕刻機中，并對擠出機雙輥表面雕刻，得到雕刻后的擠出機雙輥；S8：將共混物放入雕刻后的擠出機雙輥中進行擠出成型，得到導電高分子雙極板。本發明導電高分子雙極板電阻率低，導電性好，具備熱塑性，可增大與石墨氈間接觸面積，降低接觸電阻，提升電池效率。

技術領域

本發明涉及一種全釩液流電池用材料技術領域，尤其涉及一種液流電池用導電高分子雙極板及其制備方法。

背景技術

釩液流電池雙極板材料本身不參與反應，僅為電子的導通提供場所和路徑，應具備優良的導電性、機械性，耐腐蝕和刻蝕性。

導電高分子雙極板就是在高分子材料中填加導電物質使材料具有導電性。導電高分子雙極板具有易加工成型、質量輕和成本低的優點，逐漸替代傳統的石墨板，成為釩電池工業化生產中最常用的材料。

研究發現將導電高分子雙極板和石墨氈電極通過熱壓的方式復合有利于接觸電阻的降低，但目前所用雙極板表面光滑，石墨氈和雙極板一體化過程接觸面積小，石墨氈纖維嵌入雙極板的量有限，接觸電阻仍偏大。

為此，我們設計一種液流電池用導電高分子雙極板及其制備方法以此解決上述技術問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種液流電池用導電高分子雙極板及其制備方法，解決了現有技術中雙極板表面光滑，石墨氈和雙極板一體化過程接觸面積小，石墨氈纖維嵌入雙極板的數量有限，接觸電阻仍偏大的問題。

本發明采用的技術方案如下：

一種液流電池用導電高分子雙極板的制備方法，包括以下步驟：

S1：按質量份數，將0.1-2.5份氧化石墨粉末分散在80-90份蒸餾水中，分散后得到褐色的氧化石墨烯分散液；

S2：按質量份數，將0.1-2.5份硝酸銀溶解于2-18.4份蒸餾水中，緩慢滴加質量濃度為3.0%氨水直至生成的沉淀恰好消失，得到銀氨溶液；

S3：將步驟S1中褐色的氧化石墨烯分散液和步驟S2中銀氨溶液混合攪拌，在溫度30-60℃下預熱10-60min后加入質量份數為1-5份的葡萄糖，攪拌均勻得到混合溶液；

S4：將步驟S3中混合溶液在溫度為100-150℃的水熱反應釜中保溫3-8h，得到石墨烯-銀溶液；

S5：將步驟S4中石墨烯-銀溶液自然冷卻到室溫，洗滌，過濾，得到的濾餅真空干燥處理后得到石墨烯-銀復合粒子；

S6：按質量份數，將30-60份高分子樹脂緩慢加入溫度為100-150℃的開煉機雙輥間，共混5-20min后；繼續添加29-52份導電填料和10-20份步驟S5中石墨烯-銀復合粒子，共混5-15min后，緩慢加入1-5份助劑，共混5-15min，得到共混物；

S7：使用CAD設計紋路圖紙，并將設計的紋路圖紙導入精雕雕刻機中，并對擠出機雙輥表面雕刻，得到雕刻后的擠出機雙輥；

S8：將步驟S6中的共混物放入步驟S7中雕刻后的擠出機雙輥中進行擠出成型，得到高分子雙極板。

進一步地，所述步驟S1中分散的方式為通過超聲1-6h。

進一步地，所述步驟S5中真空干燥的溫度為50-80℃，干燥時間為12-36h。

進一步地，所述步驟S6中高分子樹脂為以下任意一種：聚氯乙烯、聚丁烯、聚丙烯、聚乙烯或聚丙烯腈。