CN108023097A - 一种钒电池用集流体的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及钒电池制造领域，具体为一种钒电池用集流体的制备方法。首先采用热喷涂的方式在热金属板两侧分别喷一层导电层，再在导电层基础上喷一层树脂层，固化后在树脂层上喷一层导电层制备钒电池用集流体。本发明集流板表面用的导电层‑树脂层‑导电层，解决了现有金属板表面生成钝化膜，长时间使用电阻增大，集流板分压过高的问题。目前集流板与隔离层和双极板采用物理挤压的方式来减小接触电阻，造成接触电阻较大，本发明工艺方法制备的集流板直接制备成一体式结构，直接消除接触电阻。本发明加工方法制备集流板尺寸不受控制，可做成任意尺寸，不需要挤出机和热压机等传统设备，工艺简单，降低了加工成本。

Description

一种钒电池用集流体的制备方法
技术领域
本发明涉及钒电池制造领域，具体为一种钒电池用集流体的制备方法。
背景技术
全钒液流电池被认为是最具商业化前景的储能电池，钒流电池发展空间仍很大，其商业化进程必将带动相关产业的发展，创造显著的经济和社会效率。集流体是全钒液流电池的关键部件之一，起着导通电池外电路的作用。但目前，集流板材料与双极板接触电阻大、耐化学氧化和电化学腐蚀性能差的集流板材料制约了钒液流电池的发展。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提出一种钒电池用集流体的制备方法，解决现有技术中生产工艺繁复，生产效率低，尤其集流板与隔离层或者双极板采用物理压紧的方式造成的接触电阻较大，导致集流板分压高，电池性能差的问题。
为达到上述目的，本发明的技术方案为：
一种钒电池用集流体的制备方法，首先采用热喷涂的方式在热金属板两侧分别喷一层导电层，再在导电层基础上喷一层树脂层，固化后在树脂层上喷一层导电层制备钒电池用集流体。
所述的钒电池用集流体的制备方法，导电层为导电粉，树脂层为树脂粉，喷涂采用喷枪外接气泵，将粉体装入喷枪内，通过气压的方式喷涂粉体。
所述的钒电池用集流体的制备方法，导电粉为炭黑、石墨和碳纤维粉中的一种；树脂层为热塑性树脂或热固性树脂，热塑性树脂为聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯中的一种，热固性树脂为酚醛树脂、环氧树脂中的一种。
所述的钒电池用集流体的制备方法，粉末颗粒的粒径为0.01mm～3mm。
所述的钒电池用集流体的制备方法，粉末颗粒的粒径为0.01mm～0.1mm。
所述的钒电池用集流体的制备方法，导电层的厚度在0.02mm～0.10mm，树脂层的厚度在0.04mm～0.8mm。
所述的钒电池用集流体的制备方法，金属板为铜板、铁板、锌板或者钛板中的一种，厚度为1～4mm。
所述的钒电池用集流体的制备方法，金属板放置在保温箱中，温度控制在150～300℃，作为热金属板使用。
所述的钒电池用集流体的制备方法，具体步骤如下：
1)将金属板放置在保温箱中，温度控制在150～300℃；
2)将导电粉装入喷枪内通过气压打到金属板两侧作为导电层；
3)将装有树脂粉的喷枪，在导电层上喷一层树脂层；
4)待树脂层固化后，在树脂层的表面再喷一层导电层，待温度降到40℃以下取出制成钒电池用集流板。
本发明的优点及有益效果是：
1、目前集流板与隔离层和双极板采用物理挤压的方式来减小接触电阻，造成接触电阻较大，本发明工艺方法制备的集流板直接制备成一体式结构，直接消除接触电阻。
2、本发明加工方法制备集流板尺寸不受控制，可做成任意尺寸，不需要挤出机和热压机等传统设备，工艺简单，降低了加工成本。
3、集流板表面用的导电层-树脂层-导电层，解决了现有金属板表面生成钝化膜，长时间使用电阻增大，集流板分压过高的问题。
附图说明
图1为钒电池用集流体的结构示意图。图中，1、金属板；2、导电层；3、树脂层；4导电层。
具体实施方式
下面结合附图对本发明实施例做进一步详述。
如图1所示，本发明钒电池用集流体包括金属板1、导电层2、树脂层3、导电层4，金属板1两侧分别依次为导电层2、树脂层3、导电层4。所述钒电池用集流体的制备方法，具体步骤如下：
将金属板1放置在保温箱中，温度控制在150～300℃，将导电粉装入喷枪内通过气压打到金属板1两侧作为导电层2，将装有树脂粉的喷枪，再在导电层上喷一层树脂作为树脂层3，再在树脂层3的表面再喷一层导电层4，待温度降到40℃以下取出制成钒电池用集流板。
实施例1
取厚度为2mm铜板，将铜板放置在保温箱内，温度控制在220℃，将石墨粉装入喷枪，石墨粉粒径为0.02mm，喷在铜板上，涂层厚度为0.03mm，再将粒径为0.04mm的聚丙烯粉喷在石墨层上厚度为0.5mm，10分钟后，再将粒径为0.02mm石墨粉喷在聚丙烯层上，涂层厚度为0.03mm，待温度降到40℃以下取出制成钒电池用集极板。
实施例2
取厚度为2mm钢板，将钢板放置在保温箱内，温度控制在190℃，将炭黑粉装入喷枪，炭黑粉粒径为0.05mm，喷在钢板上，涂层厚度为0.08mm，再将粒径为0.04mm的聚乙烯粉喷在石墨层上厚度为0.5mm，10分钟后，再将粒径为0.05mm炭黑粉喷在聚乙烯层上，涂层厚度为0.08mm，待温度降到40℃以下取出制成钒电池用集流体。
实施例3
取厚度为4mm铁板，将铁板放置在保温箱内，温度控制在180℃，将炭黑粉装入喷枪，炭黑粉粒径为0.04mm，喷在铁板上，涂层厚度为0.04mm，再将粒径为0.06mm的聚乙烯粉喷在石墨层上厚度为0.1mm，10分钟后，再将粒径为0.04mm炭黑粉喷在聚乙烯层上，涂层厚度为0.04mm，待温度降到40℃以下取出制成钒电池用集流体。
实施例4
取厚度为3mm钛板，将钛板放置在保温箱内，温度控制在190℃，将石墨粉装入喷枪，石墨粉粒径为0.03mm，喷在钛板上，涂层厚度为0.04mm，再将粒径为0.04mm的聚氯乙烯粉喷在石墨层上厚度为0.6mm，10分钟后，再将粒径为0.03mm石墨粉喷在聚氯乙烯层上，涂层厚度为0.04mm，待温度降到40℃以下取出制成钒电池用集流板。
实施例结果表明，本发明根据钒电池工作要求，将金属板、导电层、树脂层通过热喷涂的方式分层喷涂，制成钒电池用集流体。从而，实现了以下目的：金属板喷涂导电层消除了接触电阻，再喷树脂层很好的解决了其耐腐蚀性，最后喷导电层，提高了其导电层，大大降低了表面电阻，降低其在电池中的分压，大大提升了电池性能。

Claims (9)

1.一种钒电池用集流体的制备方法，其特征在于，首先采用热喷涂的方式在热金属板两侧分别喷一层导电层，再在导电层基础上喷一层树脂层，固化后在树脂层上喷一层导电层制备钒电池用集流体。
2.按照权利要求1所述的钒电池用集流体的制备方法，其特征在于，导电层为导电粉，树脂层为树脂粉，喷涂采用喷枪外接气泵，将粉体装入喷枪内，通过气压的方式喷涂粉体。
3.按照权利要求2所述的钒电池用集流体的制备方法，其特征在于，导电粉为炭黑、石墨和碳纤维粉中的一种；树脂层为热塑性树脂或热固性树脂，热塑性树脂为聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯中的一种，热固性树脂为酚醛树脂、环氧树脂中的一种。
4.按照权利要求2所述的钒电池用集流体的制备方法，其特征在于，粉末颗粒的粒径为0.01mm～3mm。
5.按照权利要求2所述的钒电池用集流体的制备方法，其特征在于，粉末颗粒的粒径为0.01mm～0.1mm。
6.按照权利要求1所述的钒电池用集流体的制备方法，其特征在于，导电层的厚度在0.02mm～0.10mm，树脂层的厚度在0.04mm～0.8mm。
7.按照权利要求1所述的钒电池用集流体的制备方法，其特征在于，金属板为铜板、铁板、锌板或者钛板中的一种，厚度为1～4mm。
8.按照权利要求1所述的钒电池用集流体的制备方法，其特征在于，金属板放置在保温箱中，温度控制在150～300℃，作为热金属板使用。
9.按照权利要求1所述的钒电池用集流体的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：
1)将金属板放置在保温箱中，温度控制在150～300℃；
2)将导电粉装入喷枪内通过气压打到金属板两侧作为导电层；
3)将装有树脂粉的喷枪，在导电层上喷一层树脂层；
4)待树脂层固化后，在树脂层的表面再喷一层导电层，待温度降到40℃以下取出制成钒电池用集流板。
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