[发明专利]制造液流电池端电极部件的成型模具及成型制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种制造液流电池端电极部件的成型模具及成型制造方法，属于液流电池端电极制造技术领域。

背景技术

目前，液流电池端电极部件由端电极、塑料导流框和绝缘板构成，其生产制造工艺一般是：先通过端电极热压工艺生产端电极，通过注塑方式或机械加工方式生产塑料导流框，再通过镶嵌式注塑、焊接或热压等方式将端电极与塑料导流框及绝缘板连接。这种加工方法需要经过多道工序，工艺复杂，后续的焊接界面容易开裂，造成集电极的腐蚀；另外，这种工艺制造的电极，其接线端子（即极耳）只能从电极后部引出，会在电极中部形成应力集中点，容易造成电极开裂渗漏，从而导致电池失效。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种制造液流电池端电极部件的成型模具及成型制造方法，能简化原有制造工艺，提高了各组件之间的结合强度及可靠性，使得制造的端电极部件不易开裂渗漏。

为解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：一种制造液流电池端电极部件的成型模具，包括上模板、下模板和极耳压块；下模板是一个槽体，槽体边缘设有上模板定位槽和极耳定位槽，上模板定位槽内设有开槽分离槽；上模板是一个盖板，盖板边缘设有与上模板定位槽相配合的定位耳；极耳压块与极耳定位槽相配合，端电极的极耳通过极耳压块固定在极耳定位槽内。

前述的制造液流电池端电极部件的成型模具中，上模板各边长度比对应的下模板各边长度小1～1.6mm，使成型模具的上、下模板之间保留0.5～0.8mm的溢料间隙，保证多余的物料能够顺利溢出。

前述的制造液流电池端电极部件的成型模具中，如果将上模板定位槽设计在同一中心轴线上，其中心轴线区域的模具强度会降低，在长期使用尤其是频繁的开模过程中，上模板容易发生中心轴线区域的翘曲或变形，因此将上模板定位槽设为一对相对并错开的槽体，以防治上模板翘曲或变形。

一种使用前述成型模具制造液流电池端电极部件的方法，包括以下步骤：

S1，用两片导电塑料夹住集电铜网，夹住后，用绝缘板和塑料导流框包覆，并使集电铜网上的极耳伸出塑料导流框之外；

S2，包覆后，放入成型模具的下模板中，使得极耳嵌入到下模板的极耳定位槽中，并用极耳压块紧固，然后盖上成型模具的上模板；

S3，采用热压方法对成型模具进行压制，制成液流电池端电极部件。

前述的制造液流电池端电极部件的方法中，当液流电池为全钒液流电池时，塑料导流框、绝缘板选用PVC材料。当液流电池为锌溴电池时，如果使用常规的HDPE材料得到的塑料导流框、绝缘板与导电塑料的热膨胀系数相差较大，通过热压或其他焊接方式连接在一起后，容易发生开裂从而导致渗漏；因此，塑料导流框、绝缘板选用膨胀系数与导电塑料相近的HDPE材料，从而减小了连接后二者之间的应力影响。

前述的制造液流电池端电极部件的方法中，导电塑料采用以聚乙烯为基体、电阻率小于0.8Ω·CM的碳系导电塑料。

前述的制造液流电池端电极部件的方法中，热压过程中，成型模具的上模板、下模板的温度为160～190℃；油压为40～50MPa；热压时间为600～1000秒；冷却时间为3000～5000秒；冷却温度为20～30℃。

前述的制造液流电池端电极部件的方法中，热压开始时，采用整体模具抽真空的方式解决排气问题，抽真空150～250秒，真空度小于5000Pa。

与现有技术相比，本发明使用端电极部件一体化热压成型模具，使导电塑料、集电铜网、塑料导流框以及绝缘板一次性结合成一体，简化了端电极部件的原有生产工艺，极大提高了各组件之间的结合强度及可靠性；集电铜网完全融合在塑料内部，不同于以往的多层焊接结构，避免了电解液渗入电极，腐蚀集电铜网的问题，延长端电极部件的使用寿命，可重复使用。

此外，将端电极部件构成材料放入下模板后，极耳位于极耳定位槽内，放入极耳压块后合模，极耳将被压实，实现极耳从侧面引出，端电极极耳和集电铜网为一体化结构，避免了极耳只能从电极后部引出而导致引出部位应力集中，焊接结构的开焊断裂的问题；使得极耳在模具中准确定位，避免热压过程中由于溢料造成极耳的翘曲变形，以及与溢料的粘连；极耳的厚度可调，如果想要改变极耳厚度，仅需对极耳压块的大小厚度进行调整，而无需对整体模具进行二次加工改造，节省了制造成本，提高了成型模具的适用性。

附图说明

图1是端电极部件与成型模具的位置结构示意图；

图2是成型模具下模板的结构示意图；

图3是成型模具极耳压块的结构示意图；

图4是成型模具上模板的结构示意图；