專利名稱：一種新型的液流電池組合雙極板的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于電池和蓄電池技術領域，特別涉及氧化還原液流電池領域，具體
的涉及一種新型的液流電池組合雙極板。
背景技術：
隨著社會的進步和科學技術的發(fā)展，電早已成為人們生活不可缺少的部分，巨大 的能源消耗使化石能源已不能完全滿足未來人們對能源的需求，能源危機是世界各國都要 面臨的重大問題。為解決能源短缺問題，各國都大力開發(fā)風能、水能、太陽能等可再生新型 能源，但這些自然能源受天氣、季節(jié)以及地理位置限制不能穩(wěn)定輸出，這就需要高效、廉價、 安全以及環(huán)境友好的大規(guī)模儲能電池與之配套；另外，由于人們對電力需求晝夜相差很大， 因此，電廠夜間需要調低產(chǎn)能，造成了資源的浪費。目前，電廠"削峰填谷"主要措施是抽水 蓄能電站。但這很大程度上受到地理位置的限制。為了減少發(fā)電廠的建設規(guī)模，減少投資， 提高效率，同樣需要開發(fā)高效、穩(wěn)定、便捷的大規(guī)模儲能技術。 目前，適合大規(guī)模儲電的電池主要有鉛酸電池、鈉硫電池以及全釩液流電池，全釩 液流電池由于其具有功率、容量相互獨立、可進行100%的深度放電、可瞬時充電、理論壽命 長、環(huán)境友好等優(yōu)點使其成為大規(guī)模儲能電池的首選。 對于全釩氧化還原液流電池雙極板，將電池單體串聯(lián)起來組成電堆，應具有導電 性好、化學性能穩(wěn)定、較好的機械強度以及不滲透等特點。目前主要用到的雙極板材料為 高壓石墨板和采用熱塑性聚合物或高分子材料和碳素導電材料混合經(jīng)注塑成型制成的導 電塑料復合雙極板。美國專利US4786567報道了采用石墨板作為全釩液流電池雙極板， US20040202915也報道了采用樹脂和碳素材料混合經(jīng)注塑成型制成導電復合雙極板。 高壓石墨板具有良好的導電性能，但受石墨材料性質的限制，其機械性能較差，電 堆組裝、流道雕刻過程中受壓易碎，另外，石墨板材料成本很高，加大了釩電堆的成本；而對 導電塑料雙極板，雖具有較好的機械性能，但以目前導電塑料板的制造工藝，只在一定程度 上改善了其導電性能，其導電性能始終無法和石墨板媲美。

實用新型內容本實用新型的目的是克服現(xiàn)有技術中的不足之處，提供一種新型的液流電池組合 雙極板，該雙極板克服了高壓石墨板和導電塑料板兩種材料各自的缺陷，既具有良好導電 性又具有良好的機械性能，同時能大大的降低釩電堆的成本。 —種新型的液流電池組合雙極板由導電塑料板和高壓石墨板組合成雙極板，高壓 石墨板插入導電塑料板中間，采用熱壓法將二者結合，導電塑料板前后兩側表面或一側表 面刻有提供陰、陽電解液流道的導流溝槽，導電塑料表面的導流槽貫穿到石墨板表面。 所述的導電塑料板為熱塑性材料的一種或幾種與導電碳素填料的一種或幾種混 合制成。 所述的導電塑料板可以直接將熔融狀態(tài)的混合體注入加工好的導電塑料模具中，
3一次加工成型。 所述的導電塑料板也可以先將熔融狀態(tài)的混合材料先鑄成帶有石墨板插槽的中 空長方體結構，然后二次加工流道。 所述的高壓石墨板在插入導電塑料板前，在真空狀態(tài)下采用和導電塑料相同材質
的熱塑混合材料進行浸泡，填補石墨表面和內部孔道。 所述的一種新型的液流電池組合雙極板陰陽電解液的流入流出孔位置與石墨板 插槽方向平行。 所述的一種新型的液流電池組合雙極板的特點是1、采用熱壓法將導電塑料板和 高壓石墨結合后，采用密封膠封住插槽邊緣，保證了導電塑料板與高壓石墨結之間良好的 歐姆接觸，降低了接觸電阻，同時避免了雙極板漏液；2、在真空狀態(tài)下采用和導電塑料相同 材質的熱塑混合材料浸泡高壓石墨板，填補了石墨板表面和內部孔道，避免石墨板對電解 液滲透；3、所述的雙極板克服了高壓石墨板和導電塑料板兩種材料各自的缺陷，既具有良 好導電性又具有良好的機械性能，同時由于石墨用量的減少，大大的降低釩電堆的成本；4、 導流槽刻在塑料板表面，避免了在石墨板表面刻流道帶來的不便。

圖1本實用新型所述的一種新型的液流電池組合雙極板插槽示意圖； 圖2本實用新型所述的一種新型的液流電池組合雙極板表面橫向插槽示意圖； 圖3本實用新型所述的一種新型的液流電池組合雙極板表面縱向插槽示意圖； 圖中1.導電塑料板；2.導電塑料板上的插槽；3.石墨板；4.導流槽；5.導電塑 料板邊框；6.電解液流入流出孔。
具體實施方式如圖1所示，本實用新型所述一種新型的液流電池組合雙極板由導電塑料板和高 壓石墨板組合成雙極板，高壓石墨板插入導電塑料板中間，采用熱壓法將二者結合。
如圖2所示，將陰、陽極電解液流入流出孔設置在左右邊框上 實施例1 : 將熔融狀態(tài)的熱塑性聚酯、苯乙烯類熱塑性彈性體、聚酯熱塑性彈性體、石油焦
粒、石墨粒和導電粉?；旌象w注入加工好的模具中，加工成型導電塑料板。 使用上述厚度為10mm的導電塑料板，橫向插入一塊厚度為4mm的高壓石墨板，導
電塑料板兩側導流槽深度為3mm，導電塑料板邊框寬度3cm，內部插入石墨板邊緣距導電塑
料板外上下邊緣距離為lcm，即高壓石墨板嵌入邊框深度為2cm。將高壓石墨板插入刻好流
道和插槽的導電塑料板中，將兩者180°C， 100MPa下熱壓10min粘結。 實施例2 : 先將熔融狀態(tài)的熱塑性聚酯、苯乙烯類熱塑性彈性體、聚酯熱塑性彈性體、石油焦 粒、石墨粒和導電粉?；旌象w先鑄成帶有石墨板插槽的中空長方體結構，然后在中空長方 體結構的導電塑料板上加工導流溝槽。 使用上述厚度為8mm的導電塑料板，橫向插入一塊厚度為4mm的高壓石墨板，導電 塑料板兩側導流槽深度為2mm，導電塑料板邊框寬度2cm，內部插入石墨板邊緣距導電塑料板外上下邊緣距離為lcm，即高壓石墨板嵌入邊框深度為lcm。將高壓石墨板插入刻好流道
和插槽的導電塑料板中，將兩者15(TC，60MPa下熱壓5min粘結。 如圖3所示，將陰、陽極電解液流入流出孔設置在上下邊框上 實施例3 : 將熔融狀態(tài)的苯乙烯類熱塑性彈性體、聚酯熱塑性彈性體、石油焦粒注入加工好 的模具中，加工成型導電塑料板。 使用上述厚度為10cm的導電塑料板，縱向插入一塊厚度為4mm的高壓石墨板，導 電塑料板兩側導流槽深度為3mm，導電塑料板邊框寬度為3cm，內部插入石墨板邊緣距導電 塑料板外上下邊緣距離為lcm。將高壓石墨板插入刻好流道和插槽的導電塑料板中，將兩者 200°C ， 80MPa下熱壓15min粘結。 實施例4 : 先將熔融狀態(tài)的熱苯乙烯類熱塑性彈性體、石墨粒和導電粉?；旌象w先鑄成帶有 石墨板插槽的中空長方體結構，然后在中空長方體結構的導電塑料板上加工導流溝槽。 使用上述厚度為8cm的導電塑料板，縱向插入一塊厚度為4mm的高壓石墨板，導電 塑料板兩側導流槽深度為2mm，導電塑料板邊框寬度為2cm，內部插入石墨板邊緣距導電塑 料板外上下邊緣距離為lcm。將高壓石墨板插入刻好流道和插槽的導電塑料板中，將兩者 18(TC，50MPa下熱壓10min粘結。
權利要求一種新型的液流電池組合雙極板，由導電塑料板和高壓石墨板組合成雙極板，其特征在于，高壓石墨板插在導電塑料板中間，用熱壓法將高壓石墨板與導電塑料板相結合；導電塑料板前后兩側表面或一側表面可有提供陰、陽電解液流道的導流溝槽，導電塑料表面的導流槽貫穿到石墨板表面。
2. 如權利要求2所述的一種新型的液流電池組合雙極板，其特征在于所述的導電塑料 板可以直接將熔融狀態(tài)的混合體注入加工好的模具中，一次加工成型。
3. 如權利要求2所述的一種新型的液流電池組合雙極板，其特征在于所述的導電塑料 板也可以先將熔融狀態(tài)的混合材料先鑄成帶有石墨板插槽的中空長方體結1 構，然后二次加 工流道。
4. 如權利要求1所述的一種新型的液流電池組合雙極板，其特征在于所述的高壓石墨 板在插入導電塑料板前，在真空狀態(tài)下采用和導電塑料板相同材質的熱塑混合材料進行浸 泡，填補石墨表面和內部孔道。
5. 如權利要求1所述的一種新型的液流電池組合雙極板，其特征在于所述的一種新型 的液流電池組合雙極板陰陽電解液的流入流出孔位置與石墨板插槽方向平行。
6. 如權利要求1所述的一種新型的液流電池組合雙極板，其特征在于所述的熱壓法將 二者結合后，采用密封膠封住插槽邊緣，避免電解液滲漏。
專利摘要一種新型的液流電池組合雙極板由導電塑料板和高壓石墨板組合成雙極板，高壓石墨板插入導電塑料板中間，采用熱壓法將二者結合，導電塑料板前后兩側表面或一側表面可有提供陰、陽電解液流道的導流溝槽，導電塑料表面的導流槽貫穿到石墨板表面。本實用新型所述的一種新型的液流電池組合雙極板的特點是該雙極板克服了高壓石墨板和導電塑料板兩種材料各自的缺陷，既具有良好導電性又具有良好的機械性能，同時能大大的降低釩電堆的成本。
文檔編號H01M4/86GK201523039SQ200920110368
公開日2010年7月7日 申請日期2009年7月29日 優(yōu)先權日2009年7月29日
發(fā)明者何欣炎, 馮智輝 申請人:新奧光伏能源有限公司