液流储能电池隔膜的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种液流储能电池隔膜的制备方法，其制备方法为：（1）将超高分子量聚乙烯、填充油、无水二氧化硅、碳纤维、聚丙烯、色母粒、抗氧剂、十二烷基硫酸钠、硬脂酸钙加入搅拌机中搅拌后得混合料；（2）将混合料加入挤出机中挤出得到隔膜初胚，挤出温度为60‑80℃；（3）使用五辊压延机对隔膜初胚压制成型；（4）使用油萃取装置经过二次萃取将隔膜初胚中的油萃取出来；（5）通过干燥机进行两次烘干；（6）将烘干后的隔膜经收卷机收卷即可，生产制得的隔膜孔隙率增大、电阻减小，能够使电池的冷启动性能更好，对短路和腐蚀均具有较高的抵抗能力，大幅增加了电池的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及储能电池
，特别涉及一种超高液流储能电池隔膜的制备方法。
技术介绍
隔膜是液流储能电池中的重要组成部分，号称“第三电极”，它置于电池正负极板之间，既可以防止正负极在电解液中发生短路，同时还保证电解液在正负极之间具有良好的导电性，还具有减轻极板弯曲、防止活性物质脱落、良好的保液性、气体通道等作用；随着新能源、电动汽车、智能电网的迅速发展，液流储能电池(全钒液流电池、锌溴液流电池、硫酸铁锂液流电池)有着广泛的市场需求，特别是大量电网调峰电站的建设，对超高储能电池的性能要求越来越高，作为储能电池四大组件之一的隔膜，其性能的好坏，直接影响着储能电池的性能好坏。
技术实现思路
本专利技术针对上述问题提出了一种超高液流储能电池隔膜的制备方法，生产制得的隔膜孔隙率增大、电阻减小，能够使液流电池的冷启动性能更好，对短路和腐蚀均具有较高的抵抗能力，大幅增加了电池的使用寿命，减少液流电池的自放电，同时可以提升液流储能电池行业的自动化生产水平，提高了电池的储能性能。具体的技术方案如下：超高液流储能电池隔膜的制备方法，其制备方法如下：(1)按质量份数计将超高分子量聚乙烯68-85份、填充油55-62份、无水二氧化硅12-20份、碳纤维26-34份、聚丙烯12-18份、色母粒5-16份、抗氧剂0.5-5份、十二烷基硫酸钠8-18份、硬脂酸钙15-20份加入搅拌机中搅拌5-8h后得混合料；(2)将混合料加入挤出机中挤出得到隔膜初胚，挤出温度为60-80℃；(3)使用五辊压延机对隔膜初胚压制成型；(4)使用油萃取装置经过二次萃取将隔膜初胚中的油萃取出来；(5)通过干燥机进行两次烘干，第一次烘干温度为70-90℃，烘干时间2-3h，第二次烘干温度为60-80℃，烘干时间为3-6h；(6)将烘干后的隔膜经收卷机收卷即可。上述超高储能电池隔膜的制备方法，其中，所述无水二氧化硅的吸油值为320-380(g/100g)。上述超高液流储能电池隔膜的制备方法，其中，所述超高分子量聚乙烯的分子量大于200万。上述超高液流储能电池隔膜的制备方法，其中，所述填充油由丙酮、石蜡油、环烷基橡胶油、聚α-烯烃合成油中的一种或多种混合而成。上述超高液流储能电池隔膜的制备方法，其中，所述抗氧剂按质量份数计由2,6–二叔丁基苯酚15-20份、1,3,5-三甲基苯3-5份、二聚异丁烯5-8份、二苯胺1-3份、偏苯三酸三辛酯0.1-2份混合制备而成。上述超高储能电池隔膜的制备方法，其中，所述油萃取装置包括支架、第一抽油机构、第二抽油机构、第一辊筒、第一收卷辊筒、第二辊筒、第二收卷辊筒、电机和进料控制机构，所述支架包括上底板、下底板和侧支撑板，上底板和下底板之间通过侧支撑板相连接，第一抽油机构固定在上底板上，第一辊筒、第一收卷辊筒分别固定在第一抽油机构两侧，第二抽油机构固定在下底板上，第二辊筒、第二收卷辊筒分别固定在第二抽油机构两侧，第一抽油机构进行一次萃取，第二抽油机构进行二次萃取；所述第一辊筒、第一收卷辊筒、第二辊筒、第二收卷辊筒均包括支撑座和通过第二转轴可旋转的固定在支撑座上的辊筒，第一收卷辊筒的第二转轴外部固定一个第一齿轮，第二收卷辊筒的第二转轴外部固定一个第二齿轮，第一齿轮与第二齿轮之间通过链条相连接，电机上设有主动齿轮，主动齿轮与第二齿轮相啮合，第二齿轮的外径是第一齿轮外径的2-4倍；所述第一抽油机构和第二抽油机构均包括壳体、若干盖板、主传动辊和副传动辊，主传动辊的数量比副传动辊的数量少1个，主传动辊和副传动辊通过转轴交替的可旋转的固定在壳体内，主传动辊位于副传动辊的上方；所述进料控制机构包括第一储料罐、第二储料罐、第三储料罐、第一进料管、第二进料管、第三进料管、第一液体浓度传感器、第二液体浓度传感器和PLC控制器，第一进料管一端与第一储料罐相连通，另一端与第一抽油机构相连通，第一进料管上设有第一抽料泵，第一进料管通过第一支管道与第二抽油机构相连通，第二进料管一端与第二储料罐相连通，另一端与第一抽油机构相连通，第二进料管上设有第二抽料泵，第二进料管通过第二支管道与第二抽油机构相连通，第三进料管一端与第三储料罐相连通，另一端与第一抽油机构相连通，第三进料管上设有第三抽料泵，第三进料管通过第三支管道与第二抽油机构相连通，第一液体浓度传感器设置在第一抽油机构内，第二液体浓度传感器设置在第二抽油机构内；所述第一液体浓度传感器、第二液体浓度传感器、第一抽料泵、第二抽料泵、第三抽料泵、电机均与PLC控制器相连接；第一储料罐用于存储三氯乙烯萃取剂、第二储料罐用于存储石蜡油、第三储料罐用于存储石蜡油和萃取剂的混合废液。上述超高液流储能电池隔膜的制备方法，其中，所述壳体内壁上相对的各设有一个防护条，防护条的截面形状为圆弧形结构。上述超高液流储能电池隔膜的制备方法，其中，所述第一进料管、第一支管道、第二进料管、第二支管道、第三进料管、第三支管道上分别设有一个电磁阀、电磁阀与PLC控制器相连接。上述超高液流储能电池隔膜的制备方法，其中，所述壳体相对的两个侧壁上设有两个第一固定板，第一固定板之间均匀设有若干截面为u形结构的第一固定条，相邻的第一固定条或第一固定条与第一固定板之间均设有第二固定板，所述盖板的数量为多个，每个盖板底部均设有一圈卡接凹槽，盖板卡入式的固定在壳体上。本专利技术的有益效果为：本专利技术采用60-80℃低温挤压的方法将隔膜初胚挤出成型，利用超高分子量聚乙烯不会熔化，而是与二氧化硅胶合在一起，形成极高孔隙率的亲水隔膜的特性，也就不需要在挤出过程中再添加其它油剂，不产生黑色浮体，硫酸储存在隔膜细孔内，确保尽可能多的粒子通过电解液从隔膜孔隙中进行渗透，在电池中，正极板在过充电时析出氧气，穿过隔膜到达负极板或正极板，具有良好的抗氧化性能，生产制得的隔膜孔隙率增大、电阻减小，能够使电池的冷启动性能更好，对短路和腐蚀均具有较高的抵抗能力，大幅增加了电池的使用寿命。本专利技术通过第一抽油机构对隔膜进行一次萃取，通过第二抽油机构对隔膜进行二次萃取，由于第二齿轮的外径是第一齿轮外径的2-4倍，因此，第一抽油机构的运行速度高于第二抽油机构的运行速度，二次萃取速度不同，时间不同，能够大幅降低隔膜的油含量，提高孔隙率；本专利技术通过进料控制机构的第一液体浓度传感器、第二液体浓度传感器实时监测萃取剂的浓度，在运行过程中持续抽取油和萃取剂的混合废液，再注入新的油和萃取剂，通过PLC控制器调节进料和出料速度以保证萃取剂浓度稳定；本专利技术壳体内壁上相对的各设有一个截面为圆弧形结构的防护条，能够有效防止工作过程中损伤隔膜，影响成本质量；本专利技术盖体的数量为多个，分别卡入式的固定在壳体上，能够安装更加牢固，不易断裂，可以根据需求单独打开盖体进行观察。附图说明图1为本专利技术油萃取装置结构图。图2为本专利技术第一抽油机构或第二抽油机构剖视图。图3为本专利技术电机与第二齿轮啮合结构图。图4为本专利技术壳体结构图。图5为本专利技术盖板剖视图。图6为本专利技术管道连接图。图7为本专利技术电气连接图。具体实施方式为使本专利技术的技术方案更加清晰明确，下面结合附图对本专利技术进行进一步描述，任何对本专利技术技术方案的技术特征进行等价替换和常规推理得出的方案均落入本专利技术保护范围。附图标记支架1、第一抽油机构2、第二抽油机构3、第一辊筒4、第一本文档来自技高网...

【技术保护点】
超高液流储能电池隔膜的制备方法，其特征为，其制备方法如下：(1)按质量份数计将超高分子量聚乙烯68‑85份、填充油55‑62份、无水二氧化硅12‑20份、碳纤维26‑34份、聚丙烯12‑18份、色母粒5‑16份、抗氧剂0.5‑5份、十二烷基硫酸钠8‑18份、硬脂酸钙15‑20份加入搅拌机中搅拌5‑8h后得混合料；(2)将混合料加入挤出机中挤出得到隔膜初胚，挤出温度为60‑80℃；(3)使用五辊压延机对隔膜初胚压制成型；(4)使用油萃取装置经过二次萃取将隔膜初胚中的油萃取出来；(5)通过干燥机进行两次烘干，第一次烘干温度为70‑90℃，烘干时间2‑3h，第二次烘干温度为60‑80℃，烘干时间为3‑6h；(6)将烘干后的隔膜经收卷机收卷即可。

【技术特征摘要】
1.超高液流储能电池隔膜的制备方法，其特征为，其制备方法如下：(1)按质量份数计将超高分子量聚乙烯68-85份、填充油55-62份、无水二氧化硅12-20份、碳纤维26-34份、聚丙烯12-18份、色母粒5-16份、抗氧剂0.5-5份、十二烷基硫酸钠8-18份、硬脂酸钙15-20份加入搅拌机中搅拌5-8h后得混合料；(2)将混合料加入挤出机中挤出得到隔膜初胚，挤出温度为60-80℃；(3)使用五辊压延机对隔膜初胚压制成型；(4)使用油萃取装置经过二次萃取将隔膜初胚中的油萃取出来；(5)通过干燥机进行两次烘干，第一次烘干温度为70-90℃，烘干时间2-3h，第二次烘干温度为60-80℃，烘干时间为3-6h；(6)将烘干后的隔膜经收卷机收卷即可。2.如权利要求1所述的超高液流储能电池隔膜的制备方法，其特征为，所述无水二氧化硅的吸油值为320-380(g/100g)。3.如权利要求1所述的超高液流储能电池隔膜的制备方法，其特征为，所述超高分子量聚乙烯的分子量大于200万。4.如权利要求1所述的超高液流储能电池隔膜的制备方法，其特征为，所述填充油由丙酮、石蜡油、环烷基橡胶油、聚α-烯烃合成油中的一种或多种混合而成。5.如权利要求1所述的超高液流储能电池隔膜的制备方法，其特征为，所述抗氧剂按质量份数计由2,6–二叔丁基苯酚15-20份、1,3,5-三甲基苯3-5份、二聚异丁烯5-8份、二苯胺1-3份、偏苯三酸三辛酯0.1-2份混合制备而成。6.如权利要求1所述的超高液流储能电池隔膜的制备方法，其特征为，所述油萃取装置包括支架、第一抽油机构、第二抽油机构、第一辊筒、第一收卷辊筒、第二辊筒、第二收卷辊筒、电机和进料控制机构，所述支架包括上底板、下底板和侧支撑板，上底板和下底板之间通过侧支撑板相连接，第一抽油机构固定在上底板上，第一辊筒、第一收卷辊筒分别固定在第一抽油机构两侧，第二抽油机构固定在下底板上，第二辊筒、第二收卷辊筒分别固定在第二抽油机构两侧，第一抽油机构进行一次萃取，第二抽油机构进行二次萃取；所述第一辊筒、第一收卷辊筒、第二辊筒、第二收卷辊筒均包括支撑座和通过第二转轴可旋转的固定在支撑座上的辊筒，第一收卷辊筒的第二转轴外...

【专利技术属性】
技术研发人员：房伟，白玉文，
申请(专利权)人：江苏神力电源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32