申请/专利权人：国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司;国网山东省电力公司电力科学研究院

申请日：2017-08-29

公开（公告）日：2024-03-15

公开（公告）号：CN107634238B

主分类号：H01M8/0228

分类号：H01M8/0228;H01M8/18

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.15#授权;2018.02.23#实质审查的生效;2018.01.26#公开

摘要：本发明公开了一种具有较高强度的双极板及其制造方法，其装置包括双极板成型箱，所述双极板成型箱内设有电极组，所述电极组包括石墨毡、聚乙烯板，所述石墨毡与聚乙烯板紧靠。本发明的优点在于：其采用聚乙烯板与石墨毡生产双极板，有效的降低了双极板的成本，而且降低了双极板的电阻，减小了全钒液流电池的漏电电流，保证双极板具有较高的强度和较低的成本。同时，可一次加工多块双极板，设备易于扩大和扩展，便于工业化生产。生产过程无污染，无排放，清洁环保。

主权项：1.一种具有较高强度的双极板的制造方法，其特征在于：其结构包括双极板成型箱（1），所述双极板成型箱（1）内设有电极组（2），所述电极组（2）包括石墨毡（3）、聚乙烯板（4），所述石墨毡（3）与聚乙烯板（4）紧靠；所述电极组（2）内还设有压板（5），所述聚乙烯板（4）设置在压板（5）上；所述电极组（2）有多组，所述多组电极组（2）按照压板（5）、聚乙烯板（4）、石墨毡（3）的次序依次紧靠；所述压板（5）下部凹陷，凹陷部分尺寸与聚乙烯板（4）尺寸相同；所述石墨毡（3）面积最大不超过聚乙烯板（4）面积，厚度与聚乙烯板（4）相同；包括如下步骤：步骤1：依次加工好的石墨毡（3）、聚乙烯板（4）和压板（5）；步骤2：将石墨毡（3）、聚乙烯板（4）和压板（5）依次放入双极板成型箱（1）中；在聚乙烯板（4）与石墨毡（3）间加入导电增强剂；步骤3：将双极板成型箱（1）升温加热，使石墨毡（3）热熔与聚乙烯板（4）成为一体；步骤4：向双极板成型箱（1）内注入电解液。

全文数据：一种具有较局强度的双极板及其制造方法技术领域[0001]本发明涉及液流电池技术领域，具体涉及一种具有较高强度的双极板及其制造方法。背景技术[0002]全钒液流电池由于具有功率容量独立设计、运行安全、使用寿命长、环境友好以及电解液可循环利用等优点，在新能源接入、智能电网建设等领域具有广阔的应用前景。全钒液流电池功率与容量相互独立，可根据使用状态优化组合设计；充放电过程只涉及钒离子价态变化，并无实质资源消耗，节能环保;正负极不参与电化学反应，循环寿命长;响应速度快且长期运行安全。[0003]双极板是全钒液流电池的关键部件之一，起着连接不同单电池的正负极并导通电池内电路的作用，要求其具备良好的导电性、机械强度。现有技术中，全钒液流电池双极板通常采用聚乙烯板板加导电增强剂或者石墨板，聚乙烯板板加导电剂制作成的双极板强度较高，但是电阻较大，影响钒电池的性能;石墨板虽然电阻低，但是强度较低，在全钒液流电池组装过程中存在出现裂缝的风险。[0004]中国专利文献CN200710118924•1公开了一种液流电池的双极板，该专利工程聚乙烯板板和致密石墨板之间采用台阶状配合，通过粘结方式连接并密封。该致密石墨板前后两侧表面分别刻有供阳极电解液和阴极电解液流过的导流沟槽该导流沟槽的两端分别与位于该工程聚乙烯板板前后两侧表面边缘的通孔相连，供所述电解液流过。该专利采用粘连方式连接石墨毡与聚乙烯板板，长期使用存在脱胶的可能，同时台阶连接部分强度较差。[0005]中国专利文献CN200810303483.7公开了一种全钒氧化还原液流电池用复合电极及其制备方法，该复合电极是由三种导电填料加入到热塑性聚合物中制备得到热塑性导电板，热塑性导电板与石墨毡热压复合而成，石墨毡中的部分导电碳纤维嵌入导电板表面，形成一个整体。该工艺中将双极板单独成型后，与石墨毡电极热熔为一体，但使用厚度较薄的双极板时，在双极板两面同时热熔石墨毡，可能会出现双极板漏液的问题，同时降低了双极板的强度。发明内容[0006]本发明的目的就是要针对现有装置的不足，提供一种具有较高强度的双极板及其制造方法，其不仅有效的降低了双极板的成本，而且降低了双极板的电阻，减小了全钒液流电池的漏电电流，保证双极板具有较高的强度和较低的成本。[0007]为实现上述目的，本发明所涉及的一种具有较高强度的双极板及其制造方法，其装置包括双极板成型箱，所述双极板成型箱内设有电极组，所述电极组包括石墨毡、聚乙烯板，所述石墨毡与聚乙烯板紧靠。[0008]进一步地，所述电极组内还设有压板，所述聚乙烯板设置在压板上。[0009]进一步地，所述电极组有多组，所述多组电极组按照压板、聚乙烯板、石墨毡的次序依次紧靠。[0010]更进一步地，所述压板下部凹陷，凹陷部分尺寸与聚乙烯板尺寸相同。[0011]作为优选项，所述石墨毡面积最大不超过聚乙烯板面积，厚度与聚乙烯板相同。[0012]—种具有较高强度的双极板的制造方法，其包括如下步骤：[0013]步骤1:依次加工好的石墨毡、聚乙烯板和压板；[0014]步骤2:将石墨毡、聚乙烯板和压板依次放入双极板成型箱中；[0015]步骤3:将双极板成型箱升温加热，使石墨毡热熔与聚乙烯板成为一体；[0016]步骤4:向双极板成型箱内注入电解液。[0017]作为优选项，所述步骤2中还包括：[0018]在聚乙烯板与石墨毡间加入导电增强剂。[0019]作为优选项，所述步骤3中还包括：[0020]双极板成型箱加热温度为100〜250°C，成型过程中使石墨毡完全与聚乙烯板成为一体，具体加热温度根据聚乙烯板的材质确定。[0021]本发明的优点在于:其采用聚乙烯板与石墨毡生产双极板，有效的降低了双极板的成本，而且降低了双极板的电阻，减小了全钒液流电池的漏电电流，保证双极板具有较高的强度和较低的成本。同时，可一次加工多块双极板，设备易于扩大和扩展，便于工业化生产。生产过程无污染，无排放，清洁环保。附图说明[0022]图1为本发明装置的结构示意图。[0023]图中：双极板成型箱1、电极组2、石墨毡3、聚乙烯板4、压板5。具体实施方式[0024]下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细描述：[0025]如图1所示的一种具有较高强度的双极板及其制造方法，其装置包括双极板成型箱1，所述双极板成型箱1内设有电极组2,所述电极组2包括石墨毡3、聚乙烯板4,所述石墨毡3与聚乙烯板4紧靠。所述电极组2内还设有压板5,所述聚乙烯板4设置在压板5上。所述电极组2有多组，所述多组电极组2按照压板5、聚乙烯板4、石墨毡3的次序依次紧靠。所述压板5下部凹陷，凹陷部分尺寸与聚乙烯板4尺寸相同。所述石墨毡3面积最大不超过聚乙烯板4面积，厚度与聚乙烯板4相同。[0026]—种具有较高强度的双极板的制造方法，其包括如下步骤：[0027]步骤1:依次加工好的石墨毡3、聚乙烯板4和压板5;[0028]步骤2:将石墨毡3、聚乙烯板4和压板5依次放入双极板成型箱1中，并在聚乙烯板4与石墨毡3间加入导电增强剂；[0029]步骤3:将双极板成型箱1升温加热，使石墨毡3热熔与聚乙烯板4成为一体，双极板成型箱1加热温度为100〜25TC，成型过程中使石墨毡3完全与聚乙烯板4成为一体，具体加热温度根据聚乙烯板4的材质确定；[0030]步骤4:向双极板成型箱1内注入电解液3。[0031]本发明实际使用时：[0032]实施例1:[0033]聚乙烯板4采用聚乙烯一次注塑成型，其厚度为1mm，面积为600X800mm;石墨毡3厚度为1mm，面积为全钒液流电池电极面积400X600mm;压板5采用不锈钢板，厚度为2mra，面积为700X900mra。单块石墨毡3、聚乙烯板4、压板5作为一组依次从下往上堆放，在双极板成型箱1内堆放三组。将材料置于双极板成型箱1中加热，加热温度为135°C，待加工完成后将产品取出。[0034]实施例2:[0035]聚乙烯板4采用聚丙烯雕刻机加工而成，其厚度为1.5111111，面积为400\600111111;石墨毡3厚度为1.5mm，面积为全钒液流电池电极面积320X500mm;压板5采用铜板，厚度为2.5mm，面积为500X700mm。单块石墨毯3、聚丙稀板5、压板5作为一组依次从下往上堆放，在双极板成型箱1内堆放五组。将材料置于双极板成型箱1中加热，加热温度为170°C，待加工完成后将产品取出。[0036]实施例3:[0037]聚乙烯板4采用聚乙烯一次注塑成型，其中加入添加剂加强其强度，厚度为1.5mm，面积为400X600mm;石墨毯3厚度为1.5mm，面积为全钥^液流电池电极面积320X500mm;压板5采用铜板，厚度为2.5mm，面积为500X700mm。单块石墨毯3、聚乙燁板4、压板5作为一组依次从下往上堆放，同时在石墨毡3与聚乙烯板4间放有导电增强剂，在双极板成型箱1内堆放五组。将材料置于双极板成型箱1中加热，加热温度为135°C，待加工完成后将产品取出。[0038]最后，应当指出，以上实施例仅是本发明较有代表性的例子。显然，本发明不限于上述实施例，还可以有许多变形。凡依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应认为属于本发明的保护范围。

权利要求：1.一种具有较高强度的双极板，其特征在于:包括双极板成型箱（1，所述双极板成型箱⑴内设有电极组⑵，所述电极组⑵包括石墨毡⑶、聚乙烯板⑷，所述石墨毡⑶与聚乙烯板⑷紧靠。2.根据权利要求1所述的一种具有较高强度的双极板，其特征在于:所述电极组2内还设有压板⑸，所述聚乙烯板⑷设置在压板⑸上。3.根据权利要求1〜2中任意一项所述的一种具有较高强度的双极板，其特征在于:所述电极组⑵有多组，所述多组电极组⑵按照压板⑸、聚乙烯板⑷、石墨毡⑶的次序依次紧靠。4.根据权利要求3所述的一种具有较高强度的双极板，其特征在于:所述压板5下部凹陷，凹陷部分尺寸与聚乙烯板4尺寸相同。5.根据权利要求4所述的一种具有较高强度的双极板，其特征在于:所述石墨毡3面积最大不超过聚乙烯板4面积，厚度与聚乙烯板⑷相同。6.—种具有较高强度的双极板的制造方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤1:依次加工好的石墨毡3、聚乙烯板⑷和压板5;步骤2:将石墨毡⑶、聚乙烯板⑷和压板⑸依次放入双极板成型箱⑴中；步骤3:将双极板成型箱⑴升温加热，使石墨毡⑶热熔与聚乙烯板⑷成为一体；步骤4:向双极板成型箱（1内注入电解液⑶。7.根据权利要求6所述的一种具有较高强度的双极板的制造方法，其特征在于:所述步骤2中还包括：在聚乙烯板⑷与石墨毡⑶间加入导电增强剂。8.根据权利要求6或7中任意一项所述的一种具有较高强度的双极板的制造方法，其特征在于:所述步骤3中还包括：双极板成型箱（1加热温度为100〜250°C，成型过程中使石墨毡（3完全与聚乙炼板⑷成为一体，具体加热温度根据聚乙烯板⑷的材质确定。

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