[发明专利]应用于全钒液流电池的极板制备方法及极板及制备装置

说明书

本发明公开了一种应用于全钒液流电池的极板制备方法，包括如下步骤：步骤S01：混合第一粉体原料和混合助剂，得到预混原料；所述第一粉体原料包括炭黑粉体、石墨粉体和纳米碳管粉体，所述混合助剂为粉体硅烷偶联剂；步骤S02：混合预混原料和第二粉体原料，获得复合料；所述第二粉体原料包括HDPE粉体、PP粉体和SEBS粉体；步骤S03：将所述复合料导入下料装置，复合料在挤出机的螺杆混炼段中进行混炼，复合料在挤出机的螺杆混炼段中进行混炼，混炼温度为200℃～225℃；步骤S04：挤出混炼完成的复合料压延形成0.6mm的极板。还公开了一种极板及极板的制备装置。

技术领域

本发明涉及一种应用于全钒液流电池的极板制备方法及极板及制备装置，属于电池生产技术领域。

背景技术

液流储能电池是一种低成本、高效率、环境友好型的液流储能电池，具有能量密度和电流效率高、装置简单易操纵、使用寿命长、成本低廉等优点。目前主流的液流电池主要有全钒液流电池及锌溴液流电池等，主要应用于电网调峰、风能和太阳能等可再生能源的发电、电动汽车等领域。

传统的全钒液流电池一般采用石墨压板片材作为自身的极板材料，现有技术中，石墨压板片材主要使用石墨毡加胶料辊压成型，或多层石墨纸用胶料粘结后热辊压成型的方式制成。制备过程中需要采用高温石墨炉，所需处理温度也高达2000℃，因而获取这种石墨压板片材需要采用高要求的处理设备及处理工艺，导致石墨压板片材生产成本高；而且石墨压板片材的韧性低，受外部应力影响容易出现碎裂或折断的现象；石墨极板自身还存在密封不良的问题，组装过程中容易出现涂层脱落的问题，而且在电池运行过程中也容易造成极板两侧串液现象。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种应用于全钒液流电池的极板制备方法，该制备方法简单，制备成本低，通过本发明制备方法制备出韧性高、不易受外部应力影响、组装过程中不存在涂层脱落的问题、运行过程中不会出现串液现象的极板。

为解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：一种应用于全钒液流电池的极板制备方法，包括如下步骤：步骤S01：混合第一粉体原料和混合助剂，得到预混原料；所述第一粉体原料包括炭黑粉体、石墨粉体和纳米碳管粉体，所述混合助剂为粉体硅烷偶联剂；步骤S02：混合预混原料和第二粉体原料，获得复合料；所述第二粉体原料包括HDPE粉体、PP粉体和SEBS粉体；SEBS是以聚苯乙烯为末端段，以聚丁二烯加氢得到的乙烯-丁烯共聚物为中间弹性嵌段的线性三嵌共聚物；步骤S03：将所述复合料导入下料装置，复合料在挤出机的螺杆混炼段中进行混炼，复合料在挤出机的螺杆混炼段中进行混炼，混炼温度为200℃～225℃；步骤S04：挤出混炼完成的复合料压延形成0.6mm的极板。

前述的一种应用于全钒液流电池的极板制备方法，所述步骤S01中混合第一粉体原料和混合助剂的混合时间为15min～25min。

前述的一种应用于全钒液流电池的极板制备方法，所述步骤S01中混合第一粉体原料和混合助剂的混合时间为20min。

前述的一种应用于全钒液流电池的极板制备方法，所述步骤S02中混合预混原料和第二粉体原料的混合时间为25min～35min。

前述的一种应用于全钒液流电池的极板制备方法，所述步骤S02中混合预混原料和第二粉体原料的混合时间为30min。

前述的一种应用于全钒液流电池的极板制备方法，所述步骤S03中，挤出机的加工螺杆转速为150～250rpm，下料装置的下料量为15～20kg/h。

前述的一种应用于全钒液流电池的极板制备方法，所述步骤S04中，压延形成0.6mm的极板时的压延温度为85～95℃。

利用如前所述的一种方法制备的极板，所述极板的组分含有：碳黑粉体30％～45％、石墨粉体15％～25％、纳米碳管粉体0.5％～1.5％、HDPE粉体20％～30％、PP粉体15％～25％和SEBS粉体3％～6％、硅烷偶联剂0.5％～2％。