[发明专利]一种低电阻率复合导电板及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于液流电池用电极材料技术领域，具体涉及一种低电阻率复合导电板及其制备方法。

背景技术

目前，国内外研究报道的复合导电板一般都是使用如聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、PS等热塑性塑料和酚醛树脂、氨基树脂、环氧树脂等热固性塑料加导电碳粉或石墨粉等导电填料制成，导电主要依靠碳粉或石墨粉等材料的挤压接触，电阻率一般都在0.1Ω·cm以上 。专利CN101150192报道的一种低电阻导电塑料板电阻率大于1Ω·cm。专利CN101525468报道的复合导电塑料板制备过程需要浓硫酸高温处理，工艺复杂且导电板易渗漏，质量难以保证。

导电板电阻率较大，应用于液流电池会极大的降低产品电性能，导致液流电池功率低、单元功率成本高。导电板作为产品的一个组件，从成本角度讲，需要工艺简单，便于投产。因此，寻找另外一种低电阻率、工艺简单的复合导电板制备方法已经成为液流电池领域的一个重要研究课题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种低电阻率复合导电板，本发明要解决的另一个技术问题是提供一种低电阻率复合导电板的制备方法。

本发明的低电阻率复合导电板，其原料的质量百分比组成为：

环氧树脂或环氧乙烯基树脂     20%～80%

固化剂                       0.5%～60%

促进剂                       0%～5%

导电填料                     5%～50%

石墨毡                       1%～60%。

本发明中的低电阻率复合导电板的厚度为0.1～10mm，电阻率小于1Ω·cm。

本发明中的低电阻率复合导电板的固化剂为胺类固化剂、改性胺类固化剂、酸酐类固化剂或自由基引发类固化剂。

本发明中的低电阻率复合导电板的促进剂为胺类促进剂或异辛酸钴促进剂。

本发明中的低电阻率复合导电板的导电填料为导电碳纤维、碳粉、石墨粉、金属粉末中的一种或以上，导电板的电阻率小于100Ω·cm。

本发明中的低电阻率复合导电板的石墨毡采用炭纤维网络状材料制成，导电板厚度为0.5mm-10mm，电阻率小于10Ω·cm。

本发明的低电阻率复合导电板的制备方法，包括以下步骤：

a）将液态高分子树脂和导电填料混合，超声、搅拌分散均匀，得到混合液体X；

b）将混合液体X在真空箱中排除液体中的气体；

c）在混合液体X中加入一定比例固化剂，搅匀,得到混合液体Y；

d）将剪裁好的一定厚度的石墨毡浸入混合液体Y中，放入真空箱，使混合液体Y充分浸入石墨毡中；

e）取出浸润后的石墨毡，放入成型模具中压平，待混合液体Y固化后脱模，即得到低电阻率复合导电板。

上述步骤a中的导电填料为导电碳纤维、碳粉、石墨粉、金属粉末中的一种或以上，导电板的电阻率小于100Ω·cm。

上述步骤d中的石墨毡采用炭纤维网络状材料制成，导电板厚度为0.5mm-10mm，电阻率小于10Ω·cm。

本发明克服了现有技术工艺复杂、电阻率大以及质量难以保证等突出缺点，以炭毡或石墨毡为导电网络骨架，制备出一种低电阻率复合导电板。电阻率小于0.02Ω·cm，比目前导电塑料板降低1~2个数量级。

本发明的有益效果是：（1）采用常温成型方式，制备工艺简单；（2）采用无线网络贯穿导电模型，导电性能好，利于降低单元功率电池成本；（3）采用一次成型技术，可靠性高。

本发明的低电阻率复合导电板在实验室实验中表现出较好的耐氧化、耐强酸性电解液腐蚀性能，使用寿命是石墨板的200%以上，在电池使用中最大充放电电流密度可达到180mA·cm^-2，是导电塑料板200%以上，机械强度是石墨板的10倍，具有广阔的应用前景。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步详细描述。

实施例1

以聚四氟乙烯材料制作复合导电板成型模具，环氧树脂采用无锡蓝星树脂厂生产的615A环氧树脂，固化剂采用无锡蓝星树脂厂生产的593改性胺类固化剂，导电填料采用南通永通环保科技有限公司生产的特种导电碳粉，石墨毡采用兰州碳素复合材料厂生产的石墨毡，经如下工艺制备低电阻率复合导电板：

（1）20℃下，将615A环氧树脂和导电碳粉，按10:1比例混合，通过超声波和搅拌相结合的方式，使碳粉分散均匀，得到混合液体X；