專利名稱：液流電池用一體化雙極板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于液流電池用電極材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種液流電池用一體化雙極板。
背景技術(shù)：
液流電池用一體化雙極板主要應(yīng)用于釩電池等液流電池領(lǐng)域。目前，國內(nèi)外液流電池用的雙極板主要是通過密封圈壓緊的方式將導(dǎo)流邊框和導(dǎo)電板兩種組件組裝而成。這種方法缺點是密封的可靠性差，結(jié)合處易出現(xiàn)串液、漏液，嚴重制約液流電池電堆的使用壽命。因此，尋找另外一種可靠性高的一體化雙極板成為釩電池等液態(tài)電池研究的一個重要課題。 發(fā)明內(nèi)容本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種液流電池用一體化雙極板。本實用新型的液流電池用一體化雙極板中的帶流道的導(dǎo)流邊框與導(dǎo)電板固定連接。本實用新型中的導(dǎo)流邊框采用聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、酚醛樹脂、氨基樹脂、環(huán)氧樹脂和環(huán)氧乙烯基樹脂材料中的一種制成。本實用新型中的導(dǎo)電板采用石墨材料制成，導(dǎo)電板的碳含量為30°/Γ 00%，厚度為
O.2謹 8mm,電阻率小于I Ω · cm。本實用新型中的導(dǎo)電板采用以石墨氈、碳氈為基材的有機高分子復(fù)合導(dǎo)電材料制成，導(dǎo)電板厚度為O. 2 mm 8mm,電阻率小于1Ω · cm。本實用新型中的導(dǎo)電板采用以有機高分子為基體，石墨粉、碳粉、碳纖維為導(dǎo)電填充料的導(dǎo)電塑料材料制成，導(dǎo)電板厚度為O. 2 mm 8mm,電阻率小于I Ω · cm。本實用新型中的導(dǎo)流邊框與導(dǎo)電板的固定連接方式為粘接、常溫澆注或高溫注塑。本實用新型將液流電池導(dǎo)流邊框、導(dǎo)電板組件采用常溫澆注、高溫注塑以及粘接方式固定連接在一起，制作成一體化雙極板，減少了導(dǎo)流邊框與導(dǎo)電板之間的密封環(huán)節(jié)，提高了雙極板的防滲漏能力，組裝電池的時候，減少了零散組件，生產(chǎn)和維護方便，成本低。本實用新型的有益效果是結(jié)構(gòu)簡單合理、密封可靠性高、維護簡單、使用壽命長，是對液流電池傳統(tǒng)雙極板的結(jié)構(gòu)創(chuàng)新。本實用新型克服了傳統(tǒng)極板易出現(xiàn)串液、漏液、可靠性差的缺點，采用一體化結(jié)構(gòu)，提供了一種密封性可靠性高的一體化雙極板，該一體化雙極板已經(jīng)在液流電池電堆中應(yīng)用，可靠性高，使用壽命長，安裝和維護方便，有廣闊的應(yīng)用前景。
圖I是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；[0014]圖中，I.導(dǎo)電板 2.導(dǎo)流邊框。
具體實施方式
下面通過實施例對本實用新型做進一步詳細描述，通過實施例可以了解到具體的工藝條件，但不以任何方式限制本實用新型。圖I是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖，從圖I中可以看出，本實用新型中的導(dǎo)電板I四周外邊緣和導(dǎo)流邊框2四周內(nèi)側(cè)邊緣固定連接，連接方式為粘接、常溫澆注或高溫注塑。實施例I以聚四氟乙烯材料制作注塑模具，用不銹鋼板做模具夾板，以無錫藍星樹脂廠生產(chǎn)的615A環(huán)氧樹脂和593固化劑混合料為常溫澆注原料，石墨板為導(dǎo)電板，經(jīng)如下工藝制備一體化雙極板(I)按雙極板導(dǎo)流邊框結(jié)構(gòu)設(shè)計注塑模具，模具采用聚四氟乙烯材料，內(nèi)置腔體，·將石墨板壓緊嵌于模具中央預(yù)留的腔體凸臺中間，然后用不銹鋼板加螺栓固定，模具上端有一個澆注口和兩個排氣口，分布于模具上端兩側(cè)和中間位置，最后將夾具整體放入注塑頂模裝置并用螺栓固定，完成注塑裝置組裝；(2)將615A環(huán)氧樹脂在恒溫箱中保持恒溫至20°C，加入593固化劑，兩者按重量比例4 I混合，攪勻，得到混合物X ；(3)將混合物X在真空箱中排除液體中的氣體,抽至氣壓400Pa時，保壓8min，然后取出；(4) 一體化雙極板注塑的全過程保持環(huán)境恒溫在20°C ；(5)然后將模具一端墊起，使傾斜角度至10°，液態(tài)樹脂混合料沿模具一端注塑口的壁上緩緩倒入至一定位置，放平模具，靜置5min，繼續(xù)添加樹脂混合料至灌滿模具腔體，靜置18h，脫模，即制得一體化雙極板。實施例2以聚四氟乙烯材料制作高溫注塑模具，用不銹鋼板做模具夾板，以上海富晨化工有限公司生產(chǎn)的881乙烯基樹脂、過氧化甲乙酮和含量為12%的異辛酸鈷為常溫澆注原料，以導(dǎo)電塑料板為導(dǎo)電板，經(jīng)如下工藝制備一體化雙極板(I)按雙極板導(dǎo)流邊框結(jié)構(gòu)設(shè)計注塑模具，模具采用聚四氟乙烯材料，內(nèi)置腔體，將導(dǎo)電塑料板壓緊嵌于模具中央預(yù)留的腔體凸臺中間，然后用不銹鋼板加螺栓固定，模具上端有一個澆注口和兩個排氣口，分布于模具上端兩側(cè)和中間位置，最后將夾具整體放入注塑頂模裝置并用螺栓固定，完成注塑裝置組裝。(2)將881乙烯基樹脂在恒溫箱中保持恒溫至15°C，然后分別加入過氧化鉀乙酮引發(fā)劑、異辛酸鈷促進劑，三者比例按重量比100 1.5 I. 5，混合攪勻，得到混合物X ;(3)將混合物X在真空箱中排除液體中的氣體，抽至氣壓400Pa時，保壓2min，然后取出；(4) 一體化雙極板注塑的全過程保持環(huán)境恒溫在15°C ；(5)然后將模具一端墊起，使傾斜角度至5°，液態(tài)樹脂混合料沿模具一端注塑口的壁上緩緩倒入至一定位置，放平模具，繼續(xù)添加樹脂混合料至灌滿模具腔體，靜置6h，脫模，即制得一體化雙極板。[0031]實施例3以聚四氟乙烯材料制作注塑模具，以廣州北化凱明貿(mào)易有限責(zé)任公司生產(chǎn)的聚乙烯為高溫注塑原料，以導(dǎo)電塑料板為導(dǎo)電板，經(jīng)如下工藝制備一體化雙極板(I)按雙極板導(dǎo)流邊框結(jié)構(gòu)設(shè)計注塑模具，模具采用聚四氟乙烯材料，內(nèi)置腔體，將導(dǎo)電塑料板壓緊嵌于模具中央預(yù)留的腔體凸臺中間；(2)將聚乙烯注塑原料在200°C下熔融，然后注入注塑模具中，自然冷卻，脫模即得到一體化雙極板。實施例4以聚四氟乙烯材料制作注塑模具，以廣州北化凱明貿(mào)易有限責(zé)任公司生產(chǎn)的聚丙烯為高溫注塑原料，以導(dǎo)電塑料板為導(dǎo)電板，經(jīng)如下工藝制備一體化雙極板(I)按雙極板導(dǎo)流邊框結(jié)構(gòu)設(shè)計注塑模具，模具采用聚四氟乙烯材料，內(nèi)置腔體，將導(dǎo)電塑料板壓緊嵌于模具中央預(yù)留的腔體凸臺中間；(2)將聚丙烯注塑原料在220°C下熔融，然后注入注塑模具中，自然冷卻，脫模即得到一體化雙極板。實施例5以聚四氟乙烯材料制作注塑模具，以廣州北化凱明貿(mào)易有限責(zé)任公司生產(chǎn)的聚苯乙烯為注塑原料，以導(dǎo)電塑料板為導(dǎo)電板，經(jīng)如下工藝制備一體化雙極板(I)按雙極板導(dǎo)流邊框結(jié)構(gòu)設(shè)計注塑模具，模具采用聚四氟乙烯材料，內(nèi)置腔體，將導(dǎo)電塑料板壓緊嵌于模具中央預(yù)留的腔體凸臺中間；(2)將聚苯乙烯注塑原料在250°C下熔融，然后注入注塑模具中，自然冷卻，脫模即得到一體化雙極板。實施例6以聚四氟乙烯材料制作注塑模具，以廣州北化凱明貿(mào)易有限責(zé)任公司生產(chǎn)的酚醛樹脂為注塑原料，以導(dǎo)電塑料板為導(dǎo)電板，經(jīng)如下工藝制備一體化雙極板(I)按雙極板導(dǎo)流邊框結(jié)構(gòu)設(shè)計注塑模具，模具采用聚四氟乙烯材料，內(nèi)置腔體，將導(dǎo)電塑料板壓緊嵌于模具中央預(yù)留的腔體凸臺中間；(2)將酚醛樹脂注塑原料注入注塑模具中，自然冷卻，脫模即得到一體化雙極板。實施例7以聚四氟乙烯材料制作注塑模具，以廣州北化凱明貿(mào)易有限責(zé)任公司生產(chǎn)的氨基樹脂為高溫注塑原料，以導(dǎo)電塑料板為導(dǎo)電板，經(jīng)如下工藝制備一體化雙極板(I)按雙極板導(dǎo)流邊框結(jié)構(gòu)設(shè)計注塑模具，模具采用聚四氟乙烯材料，內(nèi)置腔體，將導(dǎo)電塑料板壓緊嵌于模具中央預(yù)留的腔體凸臺中間；(2)將氨基樹脂注塑料注入注塑模具中，自然冷卻，脫模即得到一體化雙極板。實施例8(I)通過機械加工的方法將聚氯乙烯材料加工成導(dǎo)流邊框，使用復(fù)合導(dǎo)電板做導(dǎo)電板；(2)將導(dǎo)流邊框四周內(nèi)側(cè)邊緣通過E44環(huán)氧樹脂粘接劑粘接在復(fù)合導(dǎo)電板四周外邊緣，即制得一體化雙極板。
權(quán)利要求1.液流電池用一體化雙極板，其特征在于所述的雙極板中的帶流道的導(dǎo)流邊框與導(dǎo)電板固定連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一體化雙極板，其特征在于所述的導(dǎo)流邊框采用聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、酚醛樹脂、氨基樹脂、環(huán)氧樹脂和環(huán)氧乙烯基樹脂材料中的一種制成。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一體化雙極板，其特征在于所述的導(dǎo)電板采用石墨材料制成，導(dǎo)電板的碳含量為30% 100%，厚度為O. 2 mm 8mm，電阻率小于I Ω · cm。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一體化雙極板，其特征在于所述的導(dǎo)電板采用以石墨氈、碳氈為基材的有機高分子復(fù)合導(dǎo)電材料制成，導(dǎo)電板厚度為O. 2 mm 1mm，電阻率小于I Ω · cm。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一體化雙極板，其特征在于所述的導(dǎo)電板采用以有機高分子為基體，石墨粉、碳粉、碳纖維為導(dǎo)電填充料的導(dǎo)電塑料材料制成，導(dǎo)電板厚度為O. 2 mm 8mm,電阻率小于I Ω · cm。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一體化雙極板，其特征在于所述的導(dǎo)流邊框與導(dǎo)電板的固定連接方式為粘接、常溫澆注或高溫注塑。
專利摘要本實用新型提供了一種液流電池用一體化雙極板，本實用新型將導(dǎo)流邊框和導(dǎo)電板通過粘接、常溫澆注或高溫注塑的方式固定連接在一起，形成一體化結(jié)構(gòu)，減少了導(dǎo)流邊框與導(dǎo)電板之間的密封環(huán)節(jié)，提高了雙極板的防滲漏能力。本實用新型的液流電池用一體化雙極板減少了液流電池零散組件，可靠性更高，生產(chǎn)和維護方便，成本低。
文檔編號H01M8/02GK202601781SQ20122017727
公開日2012年12月12日 申請日期2012年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月25日
發(fā)明者李曉兵, 孟凡明, 陳偉, 馬海波, 劉效疆, 閻紅衛(wèi) 申請人:中國工程物理研究院電子工程研究所