一种液流电池用3D打印制造双极板的方法与流程

本发明属于液流电池应用，具体涉及一种液流电池用3d打印制造双极板的方法。

背景技术：

1、目前液流电堆中使用的双极板多数为平板设计，若增加同燃料电池类似的流场设计，需单独增加一种材料冲压成流场的流道设计，为分体式结构，有效的解决了电解液在电堆中的分布问题。但是，双极板与流道板不完全是相同材料，且分体式结构本身增加了不同种材料间的接触电阻，故液流电池用双极板流道一体化结构是目前的研发热点。传统的模压工艺对于实现流道一体化结构，有着十分困难的技术难点。

技术实现思路

1、为了克服现有技术的不足，本发明提供一种液流电池用3d打印制造双极板的方法，大幅度的降低了电堆中双极板部件的接触电阻，提高电压效率。

2、本发明的上述目的是通过以下技术方案实现的：一种液流电池用3d打印制造双极板的方法，包括以下步骤：

3、1.将所述导电材料与树脂材料在真空条件下进行机械混合，在50℃搅拌30min至均匀状态，得到混合物a，导电材料与树脂材料质量份数比例为96：4；

4、2.将混合物a升温至130℃，继续搅拌10min，得到3d打印材料；

5、3.待准备材料降温至室温25℃，按照三维转二维图纸设计，于50℃进行打印得到液流电池用双极板；

6、4.液流电池用双极板进行100～130℃的固化处理，得到最终成品。

7、进一步的，所述步骤1中使用的导电材料为膨胀石墨、天然石墨、鳞片石墨、微晶石墨、人造石墨、石墨烯、碳纤维、导电炭黑、中间相碳微球的一种或多种混合物。

8、进一步的，所述步骤1中使用的树脂材料为酚醛树脂、环氧树脂、聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯、聚苯硫醚、丙烯酸类树脂的一种或多种混合物。

9、进一步的，所述步骤1中机械混合步骤使用惰性气体n2，真空压力0.1mpa。

10、进一步的，所述步骤2中得到的3d打印材料为液状、膏状或粒状。

11、进一步的，所述步骤4得到的最终成品基板厚度为0.5～1.0mm，流道深度为1.8～2.5mm，流道宽度为0.5～1.0mm。

12、本发明与现有技术相比的有益效果是：

13、(1)本发明提供了一种液流电池用复合双极板及其制备方法，大幅度的降低了电堆中双极板部件的接触电阻，提高电压效率；

14、(2)本发明所制备的液流电池用双极板因使用的成型工艺为3d打印技术，可直接打印出流道一体化结构，可打印出不易实现的异形结构，解决模压工艺的模具开发等难点；

15、(3)使用的树脂为环氧树脂、酚醛树脂、丙烯酸类树脂、聚偏氟乙烯等，适用于液流电池的电解液体系，可满足双极板所需要的机械强度；

16、(4)使用的3d打印技术，流道数量、深度、宽度的设计不受制于传统石墨材料，可设计出最优的电解液分配的流场，为液流电池的发展带来更多的可能性。

技术特征：

1.一种液流电池用3d打印制造双极板的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的液流电池用3d打印制造双极板的方法，其特征在于，所述步骤s1中使用的导电材料为膨胀石墨、天然石墨、鳞片石墨、微晶石墨、人造石墨、石墨烯、碳纤维、导电炭黑、中间相碳微球的一种或多种混合物。

3.根据权利要求1所述的液流电池用3d打印制造双极板的方法，其特征在于，所述步骤s1中使用的树脂材料为酚醛树脂、环氧树脂、聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯、聚苯硫醚、丙烯酸类树脂的一种或多种混合物。

4.根据权利要求1所述的液流电池用3d打印制造双极板的方法，其特征在于，所述步骤s1中机械混合步骤使用惰性气体n2，真空压力0.1mpa。

5.根据权利要求1所述的液流电池用3d打印制造双极板的方法，其特征在于，所述步骤s2中得到的3d打印材料为液状、膏状或粒状。

6.根据权利要求1所述的液流电池用3d打印制造双极板的方法，其特征在于，所述步骤s4得到的最终成品基板厚度为0.5～1.0mm，流道深度为1.8～2.5mm，流道宽度为0.5～1.0mm。

技术总结本发明属于液流电池应用技术领域，公开了一种液流电池用3D打印制造双极板的方法。包括导电材料树脂材料混合、升温搅拌、3D打印、固化处理。本发明所制备的液流电池用双极板因使用的成型工艺为3D打印技术，可直接打印出流道一体化结构，可打印出不易实现的异形结构，解决模压工艺的模具开发等难点。技术研发人员：冯伟,胡伊宁,初翰林,李晓宇,王紫雪,吴静波,江杉,王世宇受保护的技术使用者：大连融科储能技术发展有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/4