CN102610833B - 一种锌溴液流电池极板的表面撒碳工艺及所用设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种锌溴液流电池极板的表面撒碳工艺及所用设备，包括双螺杆挤出机(1)、片材挤出模头(2)和片材撒碳压延设备(3)，片材挤出模头(2)固定安装在双螺杆挤出机(1)的挤出口上，片材撒碳压延设备(3)与片材挤出模头(2)连接。本发明能够实现极板挤出的同时完成撒碳一次成型，具有制备工序简单，产品质量、成品率、均一性及稳定性高的优点。而且无需使用粘结剂，对极板导电性能及耐腐蚀性能不会造成影响。

Description

一种锌溴液流电池极板的表面撒碳工艺及所用设备
技术领域
本发明涉及一种锌溴液流电池极板的表面撒碳工艺及所用设备，属于锌溴液流电池领域。
背景技术
根据锌溴液流电池工作原理可知，增加电池单元极板的比表面积及表面粗糙度可以有效的提高电池性能。因此在应用导电塑料极板同时，在极板表面粘附一层活性炭，这样可以增大极板的比表面积，同时优化电性能。
目前传统的表面撒碳(活性炭)工艺主要是：极板成型后，在极板表面涂覆一层粘结剂，然后将活性炭粉均匀撒在表面，经平板硫化仪热压融合后结合在极板表面。这种方法存在诸多不足：1，制备工序复杂2，操作及热压成型不理想会导致不良品增多，浪费较大3，过程中引入粘结剂，可能对极板导电性能及耐腐蚀性能造成影响。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种锌溴液流电池极板的表面撒碳工艺及所用设备，它能够实现极板挤出的同时完成撒碳一次成型，具有制备工序简单，产品质量、成品率、均一性及稳定性高的优点。而且无需使用粘结剂，对极板导电性能及耐腐蚀性能不会造成影响。
本发明的技术方案：一种锌溴液流电池极板表面撒碳设备，包括双螺杆挤出机、片材挤出模头和片材撒碳压延设备，片材挤出模头固定安装在双螺杆挤出机的挤出口上，片材撒碳压延设备与片材挤出模头连接。
前述的这种锌溴液流电池极板表面撒碳设备中，所述片材挤出模头为“T”字形，片材挤出模头内部的挤出腔的形状也为“T”字形；片材挤出模头与双螺杆挤出机之间还设有换网器和熔体泵。
前述的这种锌溴液流电池极板表面撒碳设备中，所述片材撒碳压延设备包括机架、压延辊组、储碳槽、撒碳辊、冷却牵引辊组A和冷却牵引辊组B，压延辊组、冷却牵引辊组A和冷却牵引辊组B的结构相同，均由垂直方向设置的上辊和下辊组成；压延辊组与冷却牵引辊组A设置在同一高度上，他们的下辊的顶部均与片材挤出模头位于同一水平面上，冷却牵引辊组B的上辊的顶部与冷却牵引辊组A下辊的顶部在同一水平面上；撒碳辊设于储碳槽的底部出口处，它们均设于压延辊组和冷却牵引辊组A之间，且撒碳辊的底部高于片材挤出模头。
前述的这种锌溴液流电池极板表面撒碳设备中，撒碳辊的正下方设有碳粉收集槽；冷却牵引辊组B的上方和左侧均设有清碳刷。
前述的这种锌溴液流电池极板表面撒碳设备中，撒碳辊的表面均匀分布着直径为2mm，深度1mm的凹槽。
前述的这种锌溴液流电池极板表面撒碳设备中，所述压延辊组、冷却牵引辊组A和冷却牵引辊组B的内部均设有加热装置。
一种锌溴液流电池极板的表面撒碳工艺，包括以下步骤，
步骤a，挤压成型，首先通过双螺杆挤出机、换网器、熔体泵和片材挤出模头生产出成型的片材；
步骤b，洒碳，成型片材从片材挤出模头挤出后处于半固化状态，通过片材撒碳压延设备上的压延辊组牵引压延，然后片材在通过撒碳区时，通过撒碳辊将碳粉均匀地撒到片材表面；
步骤c，冷却、压实，片材完成撒碳步骤后，通过冷却牵引辊组B进行压实冷却。
前述的这种锌溴液流电池极板的表面撒碳工艺中，步骤a中，双螺杆挤出机的挤出温度为200℃～210℃，加工熔体压力为15mpa～20mpa，加工转速为240rpm～280rpm，片材挤出模头的温度为210℃～220℃；步骤b中，压延辊组的温度为90℃～100℃，冷却牵引辊组A的温度为40℃～50℃；步骤c中，冷却牵引辊组B的温度为40℃～50℃。
前述的这种锌溴液流电池极板的表面撒碳工艺中，步骤a中，双螺杆挤出机的挤出温度为205℃，加工熔体压力为17mpa，加工转速为260rpm，片材挤出模头的温度为215℃；步骤b中，压延辊组的温度为95℃，冷却牵引辊组A的温度为45℃；步骤c中，冷却牵引辊组B的温度为45℃。
前述的这种锌溴液流电池极板的表面撒碳工艺中，压延辊组、冷却牵引辊组A和冷却牵引辊组B的线速度为3m/min～6m/min。
前述的双螺杆挤出机为市售产品，可通过购买获得。
与现有技术相比，本发明由于采用了双螺杆挤出机、片材挤出模头和片材撒碳压延设备，实现了极板挤出的同时完成撒碳一次成型，比传统的极板表面撒碳工艺简单。
由于在极板还没有完全干之前将碳撒在上面，并采用冷却牵引辊压制，可以使碳牢固的固定在基板上，无需使用粘结剂，一方面有效提高了产品的成品率和产品质量并减少了浪费，另一方面解决了传统使用粘接剂容易影响极板导电性能和耐腐蚀性的问题。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图；
图2是片材挤出模头的结构示意图；
图3是片材撒碳压延设备的结构示意图；
图4是撒碳辊的结构示意图。
附图中的标记为：1-双螺杆挤出机，2-片材挤出模头，3-片材撒碳压延设备，4-挤出腔，5-机架，6-压延辊组，7-储碳槽，8-撒碳辊，9-冷却牵引辊组A，10-冷却牵引辊组B，11-碳粉收集槽，12-清碳刷，13-凹槽，14-换网器，15-熔体泵。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
本发明的实施例1：一种锌溴液流电池极板表面撒碳设备，如图1所示，包括双螺杆挤出机1、片材挤出模头2和片材撒碳压延设备3，片材挤出模头2固定安装在双螺杆挤出机1的挤出口上，片材撒碳压延设备3与片材挤出模头2连接。片材挤出模头2与双螺杆挤出机1之间还设有换网器14和熔体泵15。
如图2所示，片材挤出模头2为“T”字形，片材挤出模头2内部的挤出腔4的形状也为“T”字形。
如图3所示，片材撒碳压延设备3包括机架5、压延辊组6、储碳槽7、撒碳辊8、冷却牵引辊组A9和冷却牵引辊组B10，压延辊组6、冷却牵引辊组A9和冷却牵引辊组B10的结构相同，均由垂直方向设置的上辊和下辊组成；压延辊组6与冷却牵引辊组A9设置在同一高度上，他们的下辊的顶部均与片材挤出模头2位于同一水平面上，冷却牵引辊组B10的上辊的顶部与冷却牵引辊组A9下辊的顶部在同一水平面上；撒碳辊8设于储碳槽7的底部出口处，它们均设于压延辊组6和冷却牵引辊组A9之间，且撒碳辊8的底部高于片材挤出模头2。
撒碳辊8的正下方设有碳粉收集槽11；冷却牵引辊组B10的上方和左侧均设有清碳刷12。
如图4所示，撒碳辊8的表面均匀分布着直径为2mm，深度1mm的凹槽13。压延辊组6、冷却牵引辊组A9和冷却牵引辊组B10的内部均设有加热装置。
一种锌溴液流电池极板的表面撒碳工艺，包括以下步骤，
步骤a，挤压成型，首先通过双螺杆挤出机1、换网器14、熔体泵15和片材挤出模头2生产出成型的片材；
步骤b，洒碳，成型片材从片材挤出模头2挤出后处于半固化状态，通过片材撒碳压延设备3上的压延辊组6牵引压延，然后片材在通过撒碳区时，通过撒碳辊8将碳粉均匀地撒到片材表面；
步骤c，冷却、压实，片材完成撒碳步骤后，通过冷却牵引辊组B10进行压实冷却。
步骤a中，双螺杆挤出机1的挤出温度为200℃，加工熔体压力为15mpa，加工转速为240rpm，片材挤出模头2的温度为210℃；步骤b中，压延辊组6的温度为90℃，冷却牵引辊组A9的温度为40℃；步骤c中，冷却牵引辊组B10的温度为40℃。
压延辊组6、冷却牵引辊组A9和冷却牵引辊组B10的线速度为3m/min。
本实施例中所用到的双螺杆挤出机1、换网器14、熔体泵15均为市售产品，可通过购买获得。
本发明的实施例2：一种锌溴液流电池极板表面撒碳设备，如图1所示，包括双螺杆挤出机1、片材挤出模头2和片材撒碳压延设备3，片材挤出模头2固定安装在双螺杆挤出机1的挤出口上，片材撒碳压延设备3与片材挤出模头2连接。
如图2所示，片材挤出模头2为“T”字形，片材挤出模头2内部的挤出腔4的形状也为“T”字形。
如图3所示，片材撒碳压延设备3包括机架5、压延辊组6、储碳槽7、撒碳辊8、冷却牵引辊组A9和冷却牵引辊组B10，压延辊组6、冷却牵引辊组A9和冷却牵引辊组B10的结构相同，均由垂直方向设置的上辊和下辊组成；压延辊组6与冷却牵引辊组A9设置在同一高度上，他们的下辊的顶部均与片材挤出模头2位于同一水平面上，冷却牵引辊组B10的上辊的顶部与冷却牵引辊组A9下辊的顶部在同一水平面上；撒碳辊8设于储碳槽7的底部出口处，它们均设于压延辊组6和冷却牵引辊组A9之间，且撒碳辊8的底部高于片材挤出模头2。
撒碳辊8的正下方设有碳粉收集槽11；冷却牵引辊组B10的上方和左侧均设有清碳刷12。
如图4所示，撒碳辊8的表面均匀分布着直径为2mm，深度1mm的凹槽13。压延辊组6、冷却牵引辊组A9和冷却牵引辊组B10的内部均设有加热装置。
一种锌溴液流电池极板的表面撒碳工艺，包括以下步骤，
步骤a，挤压成型，首先通过双螺杆挤出机1、换网器14、熔体泵15和片材挤出模头2生产出成型的片材；
步骤b，洒碳，成型片材从片材挤出模头2挤出后处于半固化状态，通过片材撒碳压延设备3上的压延辊组6牵引压延，然后片材在通过撒碳区时，通过撒碳辊8将碳粉均匀地撒到片材表面；
步骤c，冷却、压实，片材完成撒碳步骤后，通过冷却牵引辊组B10进行压实冷却。
步骤a中，双螺杆挤出机1的挤出温度为205℃，加工熔体压力为17mpa，加工转速为260rpm，片材挤出模头2的温度为215℃；步骤b中，压延辊组6的温度为95℃，冷却牵引辊组A9的温度为45℃；步骤c中，冷却牵引辊组B10的温度为45℃。
压延辊组6、冷却牵引辊组A9和冷却牵引辊组B10的线速度为5m/min。
本实施例中所用到的双螺杆挤出机1、换网器14、熔体泵15均为市售产品，可通过购买获得。
本发明的实施例3：一种锌溴液流电池极板表面撒碳设备，如图1所示，包括双螺杆挤出机1、片材挤出模头2和片材撒碳压延设备3，片材挤出模头2固定安装在双螺杆挤出机1的挤出口上，片材撒碳压延设备3与片材挤出模头2连接；片材挤出模头2与双螺杆挤出机1之间还设有换网器14和熔体泵15。
如图2所示，片材挤出模头2为“T”字形，片材挤出模头2内部的挤出腔4的形状也为“T”字形。
如图3所示，片材撒碳压延设备3包括机架5、压延辊组6、储碳槽7、撒碳辊8、冷却牵引辊组A9和冷却牵引辊组B10，压延辊组6、冷却牵引辊组A9和冷却牵引辊组B10的结构相同，均由垂直方向设置的上辊和下辊组成；压延辊组6与冷却牵引辊组A9设置在同一高度上，他们的下辊的顶部均与片材挤出模头2位于同一水平面上，冷却牵引辊组B10的上辊的顶部与冷却牵引辊组A9下辊的顶部在同一水平面上；撒碳辊8设于储碳槽7的底部出口处，它们均设于压延辊组6和冷却牵引辊组A9之间，且撒碳辊8的底部高于片材挤出模头2。
撒碳辊8的正下方设有碳粉收集槽11；冷却牵引辊组B10的上方和左侧均设有清碳刷12。
如图4所示，撒碳辊8的表面均匀分布着直径为2mm，深度1mm的凹槽13。压延辊组6、冷却牵引辊组A9和冷却牵引辊组B10的内部均设有加热装置。
一种锌溴液流电池极板的表面撒碳工艺，包括以下步骤，
步骤a，挤压成型，首先通过双螺杆挤出机1、换网器14、熔体泵15和片材挤出模头2生产出成型的片材；
步骤b，洒碳，成型片材从片材挤出模头2挤出后处于半固化状态，通过片材撒碳压延设备3上的压延辊组6牵引压延，然后片材在通过撒碳区时，通过撒碳辊8将碳粉均匀地撒到片材表面；
步骤c，冷却、压实，片材完成撒碳步骤后，通过冷却牵引辊组B10进行压实冷却。
步骤a中，双螺杆挤出机1的挤出温度为210℃，加工熔体压力为20mpa，加工转速为280rpm，片材挤出模头2的温度为220℃；步骤b中，压延辊组6的温度为100℃，冷却牵引辊组A9的温度为50℃；步骤c中，冷却牵引辊组B10的温度为50℃。
压延辊组6、冷却牵引辊组A9和冷却牵引辊组B10的线速度为6m/min。
本实施例中所用到的双螺杆挤出机1、换网器14、熔体泵15均为市售产品，可通过购买获得。

Claims (9)

1.一种锌溴液流电池极板表面撒碳设备，其特征在于：包括双螺杆挤出机（1）、片材挤出模头（2）和片材撒碳压延设备（3），片材挤出模头（2）固定安装在双螺杆挤出机（1）的挤出口上，片材撒碳压延设备（3）与片材挤出模头（2）连接；所述片材撒碳压延设备（3）包括机架（5）、压延辊组（6）、储碳槽（7）、撒碳辊（8）、冷却牵引辊组A（9）和冷却牵引辊组B（10），压延辊组（6）、冷却牵引辊组A（9）和冷却牵引辊组B（10）的结构相同，均由垂直方向设置的上辊和下辊组成；压延辊组（6）与冷却牵引辊组A（9）设置在同一高度上，它们的下辊的顶部均与片材挤出模头（2）位于同一水平面上，冷却牵引辊组B（10）的上辊的顶部与冷却牵引辊组A（9）下辊的顶部在同一水平面上；撒碳辊（8）设于储碳槽（7）的底部出口处，它们均设于压延辊组（6）和冷却牵引辊组A（9）之间，且撒碳辊（8）的底部高于片材挤出模头（2）。
2.根据权利要求1所述的一种锌溴液流电池极板表面撒碳设备，其特征在于：所述片材挤出模头（2）为“T”字形，片材挤出模头（2）内部的挤出腔（4）的形状也为“T”字形；片材挤出模头（2）与双螺杆挤出机（1）之间还设有换网器（14）和熔体泵（15）。
3.根据权利要求1所述的一种锌溴液流电池极板表面撒碳设备，其特征在于：撒碳辊（8）的正下方设有碳粉收集槽（11）；冷却牵引辊组B（10）的上方和左侧均设有清碳刷（12）。
4.根据权利要求3所述的一种锌溴液流电池极板表面撒碳设备，其特征在于：撒碳辊（8）的表面均匀分布着直径为2mm，深度为1mm的凹槽（13）。
5.根据权利要求3或4所述的一种锌溴液流电池极板表面撒碳设备，其特征在于：所述压延辊组（6）、冷却牵引辊组A（9）和冷却牵引辊组B（10）的内部均设有加热装置。
6.一种锌溴液流电池极板的表面撒碳工艺，其特征在于：包括以下步骤，
步骤a，挤压成型，首先通过双螺杆挤出机（1）、换网器（14）、熔体泵（15）和片材挤出模头（2）生产出成型的片材；
步骤b，撒碳，成型片材从片材挤出模头（2）挤出后处于半固化状态，通过片材撒碳压延设备（3）上的压延辊组（6）牵引压延，然后片材在通过撒碳区时，通过撒碳辊（8）将碳粉均匀地撒到片材表面；
步骤c，冷却、压实，片材完成撒碳步骤后，通过冷却牵引辊组B(10）进行压实冷却；
所述片材撒碳压延设备（3）包括机架（5）、压延辊组（6）、储碳槽（7）、撒碳辊（8）、冷却牵引辊组A（9）和冷却牵引辊组B（10），压延辊组（6）、冷却牵引辊组A（9）和冷却牵引辊组B（10）的结构相同，均由垂直方向设置的上辊和下辊组成；压延辊组（6）与冷却牵引辊组A（9）设置在同一高度上，它们的下辊的顶部均与片材挤出模头（2）位于同一水平面上，冷却牵引辊组B（10）的上辊的顶部与冷却牵引辊组A（9）下辊的顶部在同一水平面上；撒碳辊（8）设于储碳槽（7）的底部出口处，它们均设于压延辊组（6）和冷却牵引辊组A（9）之间，且撒碳辊（8）的底部高于片材挤出模头（2）。
7.根据权利要求6所述的一种锌溴液流电池极板的表面撒碳工艺，其特征在于：步骤a中，双螺杆挤出机（1）的挤出温度为200℃～210℃，加工熔体压力为15MPa～20MPa，加工转速为240rpm～280rpm，片材挤出模头（2）的温度为210℃～220℃；步骤b中，压延辊组（6）的温度为90℃～100℃，冷却牵引辊组A(9)的温度为40℃～50℃；步骤c中，冷却牵引辊组B(10）的温度为40℃～50℃。
8.根据权利要求7所述的一种锌溴液流电池极板的表面撒碳工艺，其特征在于：步骤a中，双螺杆挤出机（1）的挤出温度为205℃，加工熔体压力为17MPa，加工转速为260rpm，片材挤出模头（2）的温度为215℃；步骤b中，压延辊组（6）的温度为95℃，冷却牵引辊组A(9)的温度为45℃；步骤c中，冷却牵引辊组B(10）的温度为45℃。
9.根据权利要求6或7所述的一种锌溴液流电池极板的表面撒碳工艺，其特征在于：压延辊组（6）、冷却牵引辊组A（9）和冷却牵引辊组B（10）的线速度为3m/min～6m/min。
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锌溴液流代农产技术研究;周德璧等;《电池》;20041231;第34卷(第6期);第442-443页 *

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