博客

Composite Integrated Electrode
12/24/2018

复合导电塑料双极板 & 复合一体化电极

目前,以导电填料和高分子树脂为原料,采用注塑或模压等方式来制备的复合导电塑料双极板广泛地应用于全钒液流电池以及锌溴液流电池中。其中采用的导电填料包括石墨粉、炭黑和金属粉末等,而高分子树脂通常是聚乙烯、聚丙烯和聚氯乙烯等,为了提高导电塑料双极板的机械强度还可添加碳纤维进行增强。以此为基础,人们开始进一步研究和开发电极与双极板一体化的复合电极,既一体化电极双极板。一体化电极双极板是将电极融合在双极板材料上得到的一种电极与双极板一体化的电池组件。这种一体化的结构不仅可以降低电极与双极板之间的接触电阻,而且还能使电解液在多孔电极中均匀分配。

复合导电塑料双极板

液流电池(液流钒电池/液流锌溴电池等)主要是由电解液罐,电堆和水泵组成。电堆里最重要的两个部分是电极材料和离子交换膜。按照目前市场上应用最多的钒电池为例,它的电极材料通常由石墨双极板和炭毡/石墨毡组合而成。钒电池的电堆结构是由石墨双极板、炭毡/石墨毡和离子交换膜,一层一层堆叠装配而成,装配好的电堆依靠电堆四周的螺栓旋紧固定。

由于石墨双极板材料本身具备了脆性,在装配过程中炭毡/石墨毡对石墨双极板会有挤压,而产生微小形变,如果应力得不到释放容易产生细微的裂隙,电堆装配完毕后的保压串气试验,就是针对此问题检测而设立的。而且电堆运行时,石墨极板在电解液长期的带压冲刷下,石墨材料也容易剥落,在流道里形成堆积或堵塞。

南京旭能瀚源新材料有限公司销售的液流钒电池复合导电塑料双极板,它是由聚乙烯作为粘接剂,添加碳系导电物而成的复合材料。该塑料电极柔韧性好,抗扭曲,高拉伸性强度,耐腐蚀,无剥落现象。采用导电塑料双极板组装好的电堆,做保压和串气实验,无泄压和串气的问题。

复合一体化电极双极板

液流电池在装配的过程中,不管是石墨双极板,炭毡/石墨毡组合,还是导电塑料双极板,炭毡/石墨毡组合,都会出现导电毡和双极板之间有接触电阻。电堆内的接触电阻,是电池性能恶化和影响电池能量效率的关键因素。而且还影响装备过程中,每组串联电池单元之间的性能一致性。为了解决接触电阻的问题,有的厂家把炭毡/石墨毡和双极板之间用胶粘剂粘接在一起,胶粘后的结果,又会出现双极板导电变差的现象。structure composite integrated electrode这种矛盾现象的产生,却让导电塑料双极板发挥了优势,南京旭能瀚源新材料有限公司及时推出销售复合一体化电极。复合一体化电极是采用特殊工艺把导电塑料双极板和炭毡融合在一起,让炭毡嵌入塑料极板,两者之间相互渗透结合,提高了导电性能,电池效率大大提高。旭能瀚源的复合一体化电极相对采用胶粘一体化电极优势主要体现在:

1)导电毡薄薄的嵌入双极板,不侵占导电毡的孔隙,导电毡的装配压缩空间不受影响。

2)采用特殊的融合工艺,导电毡和塑料双极板完美结合,结合面平整没有死角。

3)不会发生胶粘一体化电极,可能出现的剥离或脱胶现象。

4)暴力破坏导电毡试验,融合面完整,融合面无剥离现象。

综上所述,复合导电塑料双极板的制备工艺简单,成本低廉,是目前在全钒液流电池中应用最广泛的双极板材料,但还需研究如何在保持强度的同时降低材料的电阻率。一体化电极双极板可以降低电极与双极板之间的接触电阻,保持电极的孔结构基本不变,改善电解液在电极中的分配,已成为目前的研究重点。

About Mr. Zhou

  •