CN202905873U - 液流电池用一体化端极板 - Google Patents

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李晓兵
陈伟
孟凡明
刘效疆
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Abstract

本实用新型提供了一种液流电池用一体化端极板，本实用新型将电子集流体、导流边框和导电板固定连接，电子集流体和导电板固定连接，能保持接触良好，接触面接触电阻小，导电性能更加稳定；导流边框与导电板固定连接在一起，减少了导流边框与导电板之间的密封环节，提高了端极板的防渗漏能力。本实用新型的液流电池用一体化端极板减少了液流电池零散组件，可靠性更高，生产和日常维护方便，成本低。

Description

液流电池用一体化端极板
技术领域
本实用新型属于液流电池材料技术领域，具体涉及一种液流电池用一体化端极板。
背景技术
液流电池用一体化端极板主要应用于钒电池等液流电池领域。目前，国内外液流电池用的端极板主要是通过密封圈压紧的方式将导流边框、导电板、电子集流体几种组件组装而成。这种方法缺点是密封的可靠性差，结合处易出现串液、漏液，集流体与导电板接触电阻大，易脱落，严重制约液流电池电堆的导电性能和使用寿命。因此，寻找另外一种可靠性高的一体化端极板成为钒电池等液态电池研究的一个重要课题。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种液流电池用一体化端极板。
本实用新型的液流电池用一体化端极板中的电子集流体与导电板固定连接，带流道的导流边框与导电板固定连接。
本实用新型中的导流边框材料采用聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、酚醛树脂、氨基树脂、环氧树脂和环氧乙烯基树脂中的一种制成。
本实用新型中的导电板采用石墨材料制成，导电板的碳含量为30%~100%，厚度为0.2~8mm，电阻率小于1Ω·cm。
本实用新型中的导电板采用以石墨毡、碳毡为基材的有机高分子复合导电材料制成，厚度为0.2~8mm，电阻率小于1Ω·cm。
本实用新型中的导电板采用以有机高分子为基体，石墨粉、碳粉、碳纤维为导电填充料的导电塑料材料制成，厚度为0.2~8mm，电阻率小于1Ω·cm。
本实用新型中的电子集流体是指铜、银、金、铂几种金属导体中的一种或以上制成。
本实用新型中的电子集流体和导电板固定连接方式为粘接或模具压紧。
本实用新型中的导流边框与导电板的固定连接方式为粘接、常温浇注或高温注塑。
本实用新型将液流电池导流边框、导电板、电子集流体三种组件采用常温浇注、高温注塑以及粘接方式固定连接为一体，制作成一体化端极板。将端极板导流边框和导电板固定连接在一起，减少了导流边框与导电板之间的密封环节，提高了端极板的防渗漏能力。将电子集流体与导电板固定连接在一起，能保持接触良好，接触面接触电阻小，导电性能更加稳定。电池维修的时候，减少了零散组件拆装，维护更方便。
本实用新型的有益效果是：结构简单合理、密封可靠性高、维护简单、使用寿命长，是对液流电池传统端极板的结构创新。
本实用新型克服了传统极板易出现串液、漏液、可靠性差、集流体接触电阻大的缺点，采用一体化集成结构，提供了一种密封性可靠性高、集流体与导电板接触电阻小的一体化端极板，该端极板已经在液流电池电堆中应用，表现出优良的性能，有广阔的应用前景。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图；
图中，1.电子集流体    2.导电板     3.导流边框。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1是本实用新型的结构示意图。从图1中可以看出，本实用新型中的电子集流体1与导电板2固定连接，固定连接方式为粘接或模具压紧；然后将导流边框3与导电板2的四周固定连接，连接方式为粘接、常温浇注或高温注塑。
实施例1
以聚四氟乙烯材料制作注塑模具，用不锈钢板做模具夹板，以无锡蓝星树脂厂生产的615A环氧树脂和593固化剂混合料为常温浇注原料，石墨板为导电板，以铜箔为电子集流体，石墨板为导电板，经如下工艺制备一体化端极板： 
（1）按端极板导流边框结构设计注塑模具，模具采用聚四氟乙烯材料，内置腔体，将石墨板和铜箔压紧嵌于模具中央预留的腔体凸台中间，然后用不锈钢板加螺栓固定，模具上端有一个浇注口和两个排气口，分布于模具上端两侧和中间位置，最后将夹具整体放入注塑顶模装置并用螺栓固定，完成注塑装置组装；
（2）将615A环氧树脂在恒温箱中保持恒温至20℃，加入593固化剂，两者按重量比例4：1混合，搅匀，得到混合物X；
（3）将混合物X在真空箱中排除液体中的气体，抽至气压400Pa时，保压8min，然后取出；
（4）一体化端极板注塑的全过程保持环境恒温在20℃；
（5）然后将模具一端垫起，使倾斜角度至10°，液态树脂混合料沿模具一端注塑口的壁上缓缓倒入至一定位置，放平模具，静置5min，继续添加树脂混合料至灌满模具腔体，静置18h，脱模，即制得一体化端极板。
实施例2
以聚四氟乙烯材料制作高温注塑模具，用不锈钢板做模具夹板，以上海富晨化工有限公司生产的881乙烯基树脂、过氧化甲乙酮和含量为12%的异辛酸钴为常温浇注原料，以导电塑料板为导电板，镀银铜板为电子集流体，经如下工艺制备一体化端极板： 
（1）按端极板导流边框结构设计注塑模具，模具采用聚四氟乙烯材料，内置腔体，将导电塑料板和镀银铜板压紧嵌于模具中央预留的腔体凸台中间，然后用不锈钢板加螺栓固定，模具上端有一个浇注口和两个排气口，分布于模具上端两侧和中间位置，最后将夹具整体放入注塑顶模装置并用螺栓固定，完成注塑装置组装。
（2）将881乙烯基树脂在恒温箱中保持恒温至15℃，然后分别加入过氧化钾乙酮引发剂、异辛酸钴促进剂，三者比例按重量比100﹕1.5﹕1.5，混合搅匀，得到混合物X；
（3）将混合物X在真空箱中排除液体中的气体，抽至气压400Pa时，保压2min，然后取出；
（4）一体化端极板注塑的全过程保持环境恒温在15℃；
（5）然后将模具一端垫起，使倾斜角度至5°，液态树脂混合料沿模具一端注塑口的壁上缓缓倒入至一定位置，放平模具，继续添加树脂混合料至灌满模具腔体，静置6h，脱模，即制得一体化端极板。
实施例3
以聚四氟乙烯材料制作注塑模具，以广州北化凯明贸易有限责任公司生产的聚乙烯为高温注塑原料，以导电塑料板为导电板，铜板为电子集流体，经如下工艺制备一体化端极板： 
（1）按端极板导流边框结构设计注塑模具，模具采用聚四氟乙烯材料，内置腔体，将导电塑料板和铜板压紧嵌于模具中央预留的腔体凸台中间；
（2）将聚乙烯注塑原料在200℃下熔融，然后注入注塑模具中，自然冷却，脱模即得到一体化端极板。
实施例4
以聚四氟乙烯材料制作注塑模具，以广州北化凯明贸易有限责任公司生产的聚丙烯为高温注塑原料，以导电塑料板为导电板，铜板为电子集流体，经如下工艺制备一体化端极板： 
（1）按端极板导流边框结构设计注塑模具，模具采用聚四氟乙烯材料，内置腔体，将导电塑料板和铜板压紧嵌于模具中央预留的腔体凸台中间；
（2）将聚丙烯注塑原料在220℃下熔融，然后注入注塑模具中，自然冷却，脱模即得到一体化端极板。
实施例5
以聚四氟乙烯材料制作注塑模具，以广州北化凯明贸易有限责任公司生产的聚苯乙烯为注塑原料，以导电塑料板为导电板，铜板为电子集流体，经如下工艺制备一体化端极板： 
（1）按端极板导流边框结构设计注塑模具，模具采用聚四氟乙烯材料，内置腔体，将导电塑料板和铜板压紧嵌于模具中央预留的腔体凸台中间；
（2）将聚苯乙烯注塑原料在250℃下熔融，然后注入注塑模具中，自然冷却，脱模即得到一体化端极板。
实施例6
以聚四氟乙烯材料制作注塑模具，以广州北化凯明贸易有限责任公司生产的酚醛树脂为注塑原料，以导电塑料板为导电板，铜板为电子集流体，经如下工艺制备一体化端极板： 
（1）按端极板导流边框结构设计注塑模具，模具采用聚四氟乙烯材料，内置腔体，将导电塑料板和铜板压紧嵌于模具中央预留的腔体凸台中间；
（2）将酚醛树脂注塑料注入注塑模具中，自然冷却，脱模即得到一体化端极板。
实施例7
以聚四氟乙烯材料制作注塑模具，以广州北化凯明贸易有限责任公司生产的氨基树脂为高温注塑原料，以导电塑料板为导电板，铜板为电子集流体，经如下工艺制备一体化端极板： 
（1）按端极板导流边框结构设计注塑模具，模具采用聚四氟乙烯材料，内置腔体，将导电塑料板和铜板压紧嵌于模具中央预留的腔体凸台中间；
（2）将氨基树脂注塑料注入注塑模具中，自然冷却，脱模即得到一体化端极板。
实施例8
（1）通过机械加工的方法将聚氯乙烯材料加工成导流边框；使用银板做电子集流体，使用复合导电板做导电板；
（2）将银板用导电胶粘接在复合导电板一面上；
（3）将导流边框四周内侧边缘通过E44环氧树脂粘接剂粘接在复合导电板和银板四周外边缘，即制得一体化端极板。

Claims (7)

1.液流电池用一体化端极板，其特征在于：所述的极板中的电子集流体与导电板固定连接，带流道的导流边框与导电板固定连接。
2.根据权利要求1所述的一体化端极板，其特征在于：所述的导流边框材料采用聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、酚醛树脂、氨基树脂、环氧树脂和环氧乙烯基树脂中的一种制成。
3.根据权利要求1所述的一体化端极板，其特征在于：所述的导电板采用石墨材料制成，导电板的厚度为0.2~8mm。
4.根据权利要求1所述的一体化端极板，其特征在于：所述的导电板采用以有机高分子为基体，石墨粉、碳粉、碳纤维为导电填充料制成的导电塑料材料制成，导电板的厚度为0.2 mm ~8mm。
5.根据权利要求1所述的一体化端极板，其特征在于：所述的电子集流体是指铜、银、金、铂几种金属导体中的一种或以上制成。
6.根据权利要求1所述的一体化端极板，其特征在于：所述的电子集流体和导电板固定连接方式为粘接或模具压紧。
7.根据权利要求1所述的一体化端极板，其特征在于：所述的导流边框与导电板的固定连接方式为粘接、常温浇注或高温注塑。
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