CN108565470B - 一种液流电池用石墨毡的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于碳纤维毡制备技术领域，特别涉及一种液流电池用石墨毡的制备方法。包括原料制备、高温加热、活化处理几个步骤。本发明采用预氧毡原料，避免了因局部温度过高导致的烧蚀，降低了生产成本；优化高温处理与活化过程，缩短了生产周期，提高了生产效率；选用特定规格的预氧毡，提高了成品质量；使用本发明方法所得成品的电极孔隙率高，比表面积大，电极质量稳定，使用寿命长；由该电极制备的液流电池阻值小，电化学活性高，电池性能优良。

Description

一种液流电池用石墨毡的制备方法
技术领域
本发明属于碳纤维毡制备技术领域，特别涉及一种液流电池用石墨毡的制备方法。
背景技术
液流电池是一种新型清洁能源存储装置，与铅酸蓄电池、镍氢电池相比，具有大功率、长寿命、支持频繁大电流充放电、绿色无污染等明显技术优势，主要应用于再生能源并网发电、城市电网储能、远程供电等领域。随着天然能源(石油和煤)的不断消耗，化石燃料导致大气质量下降问题的日益凸现，开发和推广太阳能、风能、地热能等清洁能源，强调新型能源和可再生能源，对全球经济和持续发展与环境保护，具有非常重要的战略意义。但是，无论是太阳能还是风能的利用，因其非稳定发电特点，都需要性能优良、价格低廉、使用寿命长的储能系统与之匹配。
液流电池电极材料主要为金属电极、复合导电塑料电极、碳毡石墨毡电极，其中碳毡石墨毡电极较为常用。普通的碳毡石墨毡电极的生产方法是采用国内通用的聚丙烯腈针刺原毡,经过空气预氧、碳化、石墨化之后加工而成。其缺点是碳毡石墨毡的处理温度低导致最终产品的含碳量低，进而影响液流电池的效率。
发明内容
为解决现有技术中石墨毡含碳量低，电池效率低等问题，本发明提供一种液流电池用石墨毡的制备方法。
本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：一种液流电池用石墨毡的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1原料制备：
（1）首先将短切预氧丝通过开松机开松；
（2）然后将开松后短切预氧丝通过梳理机和气流铺网机铺成网，形成预氧丝网胎；
（3）最后将预氧丝网胎通过针刺机进行针刺形成预氧丝毡；
S2高温加热：
（1）把S1制备的预氧丝毡放进高温碳化、石墨化炉内，2小时由常温升至400℃，然后再经过2小时升温至1200℃；
（2）在1200℃时保温4小时；
（3）继续升温至2000℃，并保温4小时；
（4）降温至常温；
S3活化处理：
对上述产品在电阻炉内于500℃进行氧化处理，保温5小时，增加比表面积，活化后出炉；
S4剪切包装：
将得到的活化石墨毡剪切，包装即得成品。
所述S1-（3）形成的预氧丝毡厚度为3-15mm。
所述S2-（1）中的升温均为匀速升温。
本发明采用预氧毡原料，避免了因局部温度过高导致的烧蚀，降低了生产成本；优化高温处理与活化过程，缩短了生产周期，提高了生产效率；选用特定规格的预氧毡，提高了成品质量；使用本发明方法所得成品的电极孔隙率高，比表面积大，电极质量稳定，使用寿命长；由该电极制备的液流电池阻值小，电化学活性高，电池性能优良。
附图说明
图1为本发明制备的液流电池用石墨毡实物图；
图2为本发明制备的液流电池用石墨毡在液流电池内的充电曲线图；
图3为本发明制备的液流电池用石墨毡在液流电池内的放电曲线图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进一步说明，但本发明不局限于具体实施例。
实施例
一种液流电池用石墨毡的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1原料制备：
（1）首先将短切预氧丝通过开松机开松；
（2）然后将开松后短切预氧丝通过梳理机和气流铺网机铺成网，形成预氧丝网胎；
（3）最后将预氧丝网胎通过针刺机进行针刺形成预氧丝毡；
S2高温加热：
（1）把S1制备的预氧丝毡放进高温碳化、石墨化炉内，2小时由常温升至400℃，再经2小时升温至1200℃，均为匀速升温；
（2）在1200℃时保温4小时；
（3）继续升温至2000℃，并保温4小时；
（4）降温至常温；
S3活化处理：
对上述产品在电阻炉内于500℃进行氧化处理，保温5小时，增加比表面积，活化后出炉；
S4剪切包装：
将得到的活化石墨毡剪切，包装即得成品。
所述S1-（3）形成的预氧丝毡厚度为3-15mm。
制备出的液流电池用石墨毡实物图如图1所示，其技术指标如表1：
表1 液流电池用石墨毡技术指标
Figure 693829DEST_PATH_IMAGE002

Claims (1)

1.一种液流电池用石墨毡的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1原料制备：
（1）首先将短切预氧丝通过开松机开松；
（2）然后将开松后短切预氧丝通过梳理机和气流铺网机铺成网，形成预氧丝网胎；
（3）最后将预氧丝网胎通过针刺机进行针刺形成厚度为3-15mm的预氧丝毡；
S2高温加热：
（1）把S1制备的预氧丝毡放进高温碳化、石墨化炉内，2小时由常温匀速升温升至400℃，然后再经过2小时匀速升温至1200℃；
（2）在1200℃时保温4小时；
（3）继续升温至2000℃，并保温4小时；
（4）降温至常温；
S3活化处理：
对上述产品在电阻炉内于500℃进行氧化处理，保温5小时，增加比表面积，活化后出炉；
S4剪切包装：
将得到的活化石墨毡剪切，包装即得成品。
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