[发明专利]弹性体塑料、导电塑料和导电塑料双极板及其制备方法

说明书

技术领域

本申请涉及一种弹性体塑料，尤其是涉及一种弹性体塑料，还涉及一种包含所述弹性体塑料的导电塑料和导电塑料双极板。本申请还涉及弹性体塑料、包含其的导电塑料和导电塑料双极板的制备方法。

背景技术

电能是现代社会人类生活、生产中必不可缺的二次能源。随着社会经济的发展，人们对电的需求越来越高。根据中国电力企业联合会发布的《2005年三季度全国电力供需与经济运行形势分析预测》分析报告：2006年全国社会用电量的增长速度在11％左右，用电量约为27300亿千瓦时。电力缺口主要集中在华北和南方地区，华东地区夏季备用偏低、冬季基本平衡，华中、东北地区基本平衡，西北地区供大于求。全国夏季最大电力缺口在800万千瓦左右，其中华北和南方分别为300、500万千瓦左右；冬季最大电力缺口900万千瓦左右，其中华北、南方分别为400、500万千瓦左右。由于电力需求昼夜、季节相差很大，但发电厂的建设规模必须与高峰用电相匹配，投资大利用率较低，且对周边的环境和生态平衡有较大的影响。大规模储能技术和储能装备是电力和电器行业中备受关注但尚未解决的难题之一。

液流电池是一种新型的化学电源，以溶解在电解液中的不同价态金属离子作为电池正极和负极活性物质，正极电解液和负极电解液分开储存。电池充电或放电时，通过外接泵，把正极电解液和负极电解液分别压入正极室和负极室，完成氧化还原反应后，流回到储液槽。从液流电池的原理和特点来看，液流电池适合于大规模储能应用。

为了研制开发大规模液流电池储能系统，围绕双极板材料已经进行了大量研究。双极板是液流电池中最为关键的材料之一，在液流电池中要隔绝正负极电解液同时传导电流。由于液流电池的电解液大都为强酸强氧化性溶液，因此对双极板的导电性和耐腐蚀性有极高的要求；同时由于密封和装配的需要，对双极板材料的机械性能也有较高的要求；近年来，随着液流电池大功率设计需求，大尺寸双极板的连续化生产工艺也是研究和科研的重要方向。

WO9406164公开了一种挠性导电塑料电极，包括导电填料、热塑性聚合物和与热塑性聚合物至少部分交联的弹性聚合物，导电填料的用量应使电极是导电的，热塑性聚合物和弹性聚合物的交联度应使电极是挠性的并具有高抗拉强度。

CN1515046A公开了一种氧化还原流动电池用电池单元框架，该电池单元框架是具有双极板和在双极板外周安装了框架框的氧化还原流动电池用电池单元框架，所述框架框含有聚氯乙烯50％(质量)以上，所述双极板是含石墨40～90％(质量)和氯化有机化合物10～60％(质量)的导电性塑料。

CN1670992A公开了一种集电体，该集电体由基体材料和导电材料掺混而成，其中基体材料包括氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段聚合物、聚丙烯、表面处理剂和环烷油制备而成的橡塑共混弹性体，导电材料为碳素导电材料，基体材料和导电材料的重量比为30～60∶70～40。

CN 1845368A：以石墨板作为液流电池双极板材料，石墨具有良好的导电性和耐腐蚀性，但是石墨与边框的密封较为困难，容易造成电池内漏，且石墨韧性较差，极易在加工和组织中造成损害，而且石墨的价格昂贵且大尺寸的石墨板加工生产困难，因此，石墨在液流电池中的应用有很多技术障碍。

WO2002101864采用CPVC和ABS共混高分子为导电塑料的基材，加入石墨等导电填料，此种导电塑料采用共混的高分子，不能彻底解决材料强度和韧性的不足，而且高含量的单一导电填料未能获得高的电导率。

US1997005626986采用高分子与橡胶类材料共混，作为导电塑料的基础，橡胶类材料都含有碳碳双键，因此容易受到强氧化物质的氧化、分解，导致产品的失效。

综上所述，目前石墨类双极板价格昂贵，产品尺寸不能满足大功率产品的需求，且容易在加工及组装过程中受到破坏，而其他的导电塑料类的双极板大多处于研究阶段，未见成熟产品，且通常仅通过添加导电填料来提高材料的导电性，因此材料的力学强度通常很差，耐腐蚀性能方面也存在一定的局限，而且没有实现大尺寸批量生产工艺。

发明内容

针对如上所述的一个或多个问题，本发明人出乎意料地发现，采用单一的热塑性树脂，通过将不同规格的该热塑性树脂共混可以获得适合于作为导电塑料双极板基体材料的弹性体塑料。

因此，本发明的一个目的是提供一种弹性体塑料，其特征在于所述弹性体塑料采用单一的热塑性树脂，通过至少两种不同规格的该热塑性树脂共混配制而成。

本发明的另一个目的是提供一种导电塑料，其特征在于所述导电塑料包含：

a)本发明所述的弹性体塑料，和