金属材料集流板在物理性能上的优点

发布时间：

2023-02-14 10:09

　　与石墨集流板对比，金属材料集流板在物理性能上具有一定的优点，能通过冲压加工或压花板材设备进行大批量生产。集流板厚度特薄，进而进一步降低了锂电池组重量和大小。除此之外，金属材料集流板具有较好的导电率、传热性和物理性能，可进一步降低电池内阻，成型方法能够有效完成表层流身的生产加工。

　　但是，在液流电池的工作环境中，金属材料集流板在强碱或强酸体系里不可避免会出现电化学反应。科研人员对金属复合材料表面展开了改性材料，使之产生抗腐蚀的塑料薄膜，同时将各种材料用以液流电池系统内。如离子交换膜氢燃料电池常见的改性材料方式，如电镀工艺、化学镀镍、电弧喷涂、物理气相沉积(PVD)、干法刻蚀(CVD)等，都有参考功效。

　　复合型集流板由二种或两类之上的原材料构成，兼具石墨原材料的高导电率和纤维材料的高耐磨的优势。是当前研究与开发热门话题。商业液流电池堆常见的集流板是碳复合材料，一般由导电填料(石墨、碳黑、碳纤维材料、纳米碳管等)做成。)、热塑性塑料(高压聚乙烯、聚丙稀、聚偏二氟乙烯等。)或热固性树脂(脲醛树脂、环氧树脂胶和乙烯基酯等。)根据注塑成型或注模，并具有较好的耐蚀性和耐液体性。

　　石墨是复合型集流板常见的导电填料。当石墨含量大时，集流板的导电性能提升，但密封性和冲击韧性降低。但是，当环氧树脂含量大时，板密封性和冲击韧性提升，但导电率减少。因而，必须准确操纵石墨和环氧树脂的含量。除此之外，石墨填充料的种类、尺寸大小样子还对集流板的机械强度和物理性能有明显危害。

　　纯天然石墨复合型集流板的导电率和抗拉强度好于生成石墨集流板。除此之外，与小块石墨粉对比，块状石墨粉更有助于导电性网格图框架的建立。伴随着石墨粒度的减少，复合型集流板的抗拉强度不断提升，电阻率略微降低。在复合型管理体系里加入碳纤维材料、交趾碳黑、纳米碳管和石墨烯等协助填充料，能够有效提升集流板的导电率和物理性能。

　　除开石墨，碳黑原材料可用于制取复合型集流板。伴随着碳黑含量的提高，木材的电阻率不断增长。当碳黑质量浓度做到15%时，电阻率可达到30S/cm，进一步提高了碳黑含量。因为环氧树脂胶与碳黑相溶性差，复合材质集流板的致密度减少，导电率减少。与基本石墨集流板对比，碳黑含量为15%复合集流板具备更加好的光电催化可靠性。

关键词：

集流板