[发明专利]复合导电电极及其制造方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及电池用导电电极及其制造方法，具体涉及复合导电电极及其制造方法，属于钒电池制造领域。

【背景技术】

钒电池目前使用的电极材料主要为塑料板和石墨板等非金属电极板。

在实践中发现非金属类电极板在使用过程中导电的稳定性较差，容易出现断裂现象，即当非金属类电极长时间使用时，随着电极温度的升高，其电阻会在临界点陡然加大，导致电极变形，影响非金属类电极的正常使用。具体体现在所述塑料电极板中的表现为机械性能差、电性能差；石墨板容易剥落变形，使用寿命只有两年，寿命较短，而且电性能不稳定。

在钒电池的氧化还原液流中普遍使用的复合电极板，一般要求应当具有较好的导电性，即具有较低的体积电阻率，同时还应当具有较好的机械性能和稳定的温度效应，如电极板能够在长期使用后，尤其是在较高的温度之下工作仍能保持较为稳定的结构，即电极板变形极限较大，不易变形，仍可以有效隔离电极板两侧不同性质的液流。

专利申请号为2008103034837的中国发明专利申请公布说明书公开了一种全钒氧化还原液流电池用的复合电极及其制备方法，其主要内容是将多种导电填料添加到高分子聚合物中制得热塑性导电板，再使用热塑性导电板与石墨毡（碳毡）热压复合而成，使石墨毡中的部分导电碳纤维嵌入导电板表面，形成互穿的导电网络，进而提高了产品整体的导电性能。前述复合电极及其制备方法的主要缺陷是：体积电阻率实际上很难达到≤0.1Ω·ｃｍ的标准，产生该缺陷的原因是：导电碳纤维等导电填料的含量仍旧较少，此外，热压复合而成的导电板机械结构并不稳定，在电池长期使用后，导电碳纤维容易发生开链、断裂等现象，致使复合电极板的温度效应较差。

【发明内容】

为了解决现有技术中存在的非金属类电极在使用过程中导电的稳定性差，容易出现开链、断裂等变形现象的缺陷，本发明提供了一种复合导电电极制造方法。

为了解决现有技术中存在的非金属类电极在使用过程中导电的稳定性差，容易出现开链、断裂等变形现象的缺陷，本发明还提供了一种复合导电电极。

本发明解决现有技术问题所采用的技术方案为提供了一种复合导电电极制造方法，所述复合导电电极制造方法采用碳毡作为导电基体，用导电介质作为所述碳毡空间的连接物质，以此增强所述碳毡的导电特性。

在本发明的技术方案中：所述复合导电电极制造方法包括步骤：所述复合导电电极制造方法包括步骤：

A:将两块第一碳毡进行叠加，放入模具内，加热至50℃～250℃；

B:对相互叠加的所述第一碳毡加压；

C:将塑料与导电剂进行均匀混合，并将混合料加热至50℃～250℃；

D:将所述混合料浇铸到相互叠加的所述第一碳毡上，使所述混合料均匀渗入到所述第一碳毡内；

E:对渗有混合料的第一碳毡进行冷却；

F：将冷却后的渗有混合料的第一碳毡综合体的表面削平，即得到所述复合导电电极。

根据本发明技术方案中的优选技术方案：

所述步骤B中加压的压力为1mpa～4mpa；

所述步骤C中所述导电剂在混合料中占的重量比为5％～40％，

所述塑料为PE塑胶粒、PP塑胶粒或PVC塑胶粒中的一种或几种，采用两种或三种的混合物其比例为任意比；

所述导电剂为导电碳黑、炭纳米管、石墨粉或乙炔黑中的一种或几种，采用两种或三种的混合物其比例为任意比；

所述步骤F中用切割机或雕刻机将所述渗有混合料的第一碳毡综合体的六个表面削平，所削厚度为0.1mm～1mm。

本发明还提供了一种应用上述技术方案中所述方法制成的复合导电电极，所述复合导电电极包括：塑料、导电剂的混合料和两块相互叠加的第一碳毡，其中，所述塑料、导电剂的混合料均匀渗入到所述两块相互叠加的第一碳毡内，所述塑料、导电剂的混合料和所述两块相互叠加的第一碳毡为一体式结构。

通过上述方案制备成的复合导电电极，导电性能显著提高，导电电极结构致密，热塑性以及温度效应较好；且制作工艺操作简单，制造成本低，采用本发明技术方案中所述的制造方法制成的导电电极在长时间使用的情况下，导电性能仍十分稳定，较少有碳链断裂现象的发生，导电电极的导电板内碳毡气孔含量极少，不易变形，大大增强了导电电极在稳定状态下的使用寿命。

【附图说明】

图1.本发明复合导电电极制造方法流程图；

图2.本发明复合导电电极制造方法技术方案一流程图；

图3.本发明复合导电电极制造方法技术方案二流程图；