本发明专利技术提供一种液流电池密封用耐蠕变POE膜及其制备方法；通过含有热塑性弹性体、其他热塑性功能树脂以及必要功能助剂的共混物来制备上述密封膜；所述热塑性弹性体为乙烯‑烯烃共聚物（POE）；所述其他热塑性功能树脂包括非晶态α‑烯烃共聚物（APAO）和聚丙烯蜡（PP蜡）；所述功能助剂为尺寸稳定剂、相容剂、润滑剂、抗氧剂；本发明专利技术将上述组成物通过物理共混进行预先造粒，再经包胶工艺在PP板框一侧均匀包覆一薄层弹性膜，该层弹性膜与板框成型为一整体，厚度均匀，可对液流电池起到很好的密封作用。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于液流电池密封膜及其制备领域，具体涉及为了密封液流电池各电堆组件而使用的液流电池用密封膜、以及该密封膜的制造方法。
技术介绍
1、近年来，可再生能源发电正飞速发展，与传统化石能源相比，太阳能和风能具有间歇性和波动性。为避免对电网安全性的冲击，发展了大规模储能技术，以实现对电网的削峰填谷，有机液流电池作为新型储能设备应运而生。
2、液流电池，更进一步的为水系有机液流电池，具有安全环保、长寿命等特点。其不存在起火燃烧或爆炸的风险，电解液采用有机合成物溶解在纯水中，体系无强酸、无强腐蚀性，不依赖于金属资源，相对而言更加环保。
3、水系有机液流电池中电堆的性能影响着整体电池系统的充放电性能。电堆是由多个单电池元件依次叠加串联而成，单个电池元件一般的组成如下：如图1所示，单电池元件包括：板框1；双极板2，设置在板框内；碳毡电极3，密封垫4设置在板框1与离子交换膜5之间；离子交换膜5，设置在各双极板之间，并与板框合围形成一个腔体，该腔体内可容纳电解液和碳毡电极3。由以上各部件组成的单电池元件依次叠加，并经螺栓加螺母紧固后最终形成有机液流电池电堆。
4、前述电堆是由多个单电池元件叠加组合而成，其密封性能的好坏，直接影响着水系有机液流电池能否安全平稳的运行。目前传统的液流电池大多采用螺栓加螺母的紧固方式装配电堆，但由于电堆内各密封件硬度及其结构精度存在差异，在封装载荷下，电堆内部各组件封装压力易出现分布不均匀的问题，无法维持电堆的长期密封性，进而影响电池充放电的平稳性和运行的安全性。
/>技术实现思路
1、为解决传统电堆密封性能不足，传统的密封膜是在一张完整的薄膜上冲裁而成，薄膜的实际利用率只有约30%，其余约70%的薄膜需要粉碎后再回收利用，重新制成的薄膜在经历冲裁后，又会被再次回收，如此往复循环，一方面耗费大量的人力物力，另一方面，成膜树脂经多次回收再利用后，其加工性能和密封膜性能势必会受到影响的问题，本专利技术公开了一种液流电池密封用耐蠕变poe膜及其制造方法，以及使用了该密封膜的有机液流电池。本专利技术创造性地采用包胶注塑的工艺，直接在板框一侧包覆一薄层弹性膜。同时，在该密封膜组成物中引入c型短玻纤，使之具有优异的尺寸稳定性和耐压缩蠕变性能，保证了液流电池电堆长期运行的密封性和安全性。
2、为达到上述目的，本专利技术的技术方案如下：
3、本专利技术提供一种液流电池密封用耐蠕变poe膜，以乙烯-烯烃共聚物poe为基材，并与该弹性体以外的其他热塑性功能树脂共混，同时添加必要的功能助剂。poe的mfr优选为1-20g/10min，进一步优选为2-10g/10min。其他热塑性功能树脂为非晶态α-烯烃共聚物（apao）和聚丙烯蜡（pp蜡），为低分子量烯烃类树脂。必要的功能助剂包含了尺寸稳定剂、相容剂、润滑剂、抗氧剂。本专利技术密封膜的厚度根据需要控制在0.1-1mm。
4、按重量份计，一种耐压缩蠕变液流电池用密封膜包含乙烯-烯烃共聚物70-85份、非晶态α-烯烃共聚物5-15份、聚丙烯蜡1-10份、尺寸稳定剂2-15份、相容剂0-10份、润滑剂0-3份和抗氧剂0-2份。
5、进一步地，所述乙烯-烯烃共聚物为乙烯-丁烯共聚物、乙烯-辛烯共聚物中的一种或两种。
6、进一步地，所述尺寸稳定剂为c型短玻璃纤维经磨碎筛选的极短玻纤，长度60-100μm，碱含量低于15%；化学稳定性、电绝缘性能、强度均较好，加入短玻纤的目的在于降低密封膜压缩蠕变速率，提高密封膜的长期尺寸稳定性。
7、进一步地，所述相容剂为马来酸酐接枝poe树脂（poe-g-mah），其作用在于改善玻纤在树脂中的分散效果和界面相容性。
8、进一步地，所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂；优选地抗氧剂0-2份。
9、进一步地，所述润滑剂为有机系润滑剂，优选地，润滑剂为脂肪酸皂类化合物，如硬脂酸锌、硬脂酸钙、硬脂酸铅、褐煤蜡酸钙等，优选地，润滑剂0-3份。
10、本专利技术还提供一种如上所述的液流电池密封用耐蠕变poe膜的制备方法，包括以下步骤：将含乙烯-烯烃共聚物、非晶态α-烯烃共聚物、聚丙烯蜡、尺寸稳定剂、相容剂、润滑剂和抗氧剂混合均匀后，经螺杆挤出机挤出造粒，然后包胶注塑成膜。正式制备密封膜之前，需要通过双螺杆挤出机进行预先造粒，预先造粒的目的在于通过混炼的过程使各种组成物分散的更加均匀。
11、在混合前，玻璃纤维需要经过高温处理，即400℃加热1小时，以除去附着于表面的成束助剂，使之成为散状纤维，待用。
12、poe、apao、pp蜡，于80℃干燥5小时，待用。
13、进一步地，所述挤出造粒的温度为180-210℃。为了最大限度的降低由剪切热引起的物料性能损失，规定了双螺杆挤出机的长径比为7-18:1。
14、进一步地，所述包胶注塑成膜是通过二次注塑，在板框的一侧包覆一薄层密封膜，密封膜与板框成型为一体，厚度均匀。所述包胶注塑温度为180-220℃。
15、本专利技术还提供一种液流电池，包括以上所述的液流电池密封用耐蠕变poe膜。
16、进一步地，使用以上所述的液流电池密封用耐蠕变poe膜将液流电池组件包胶注塑成膜密封。
17、本专利技术的有益效果为：
18、本专利技术提供了一种组成物包括以热塑性弹性体poe为主体树脂，同时包含了其他热塑性功能树脂以及必要功能助剂的有机液流电池用密封膜。该密封膜具备一定的强度和较高的回弹性，耐蠕变性能优异，尺寸稳定且耐腐蚀。使用了该密封膜的有机液流电池解决了因电堆各密封件硬度和结构精度差异造成的电解液泄漏问题。因此，具有这种密封膜结构的有机液流电池运行的更加安全平稳。
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【技术保护点】
1.一种液流电池密封用耐蠕变POE膜，其特征在于，按重量份计，包含乙烯-烯烃共聚物70-85份、非晶态α-烯烃共聚物5-15份、聚丙烯蜡1-10份、尺寸稳定剂2-15份、相容剂0-10份、润滑剂0-3份和抗氧剂0-2份。
2.根据权利要求1所述的一种液流电池密封用耐蠕变POE膜，其特征在于，所述乙烯-烯烃共聚物为乙烯-丁烯共聚物、乙烯-辛烯共聚物中的一种或两种。
3.根据权利要求1所述的一种液流电池密封用耐蠕变POE膜，其特征在于，所述尺寸稳定剂为C型短玻璃纤维经磨碎筛选得长度为60-100μm极短玻纤，碱含量低于15%。
4.根据权利要求1所述的一种液流电池密封用耐蠕变POE膜，其特征在于，所述相容剂为马来酸酐接枝POE树脂。
5.根据权利要求1所述的一种液流电池密封用耐蠕变POE膜，其特征在于，所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂；所述润滑剂为有机系润滑剂。
6.一种如权利要求1-5任一项所述的液流电池密封用耐蠕变POE膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将含乙烯-烯烃共聚物、非晶态α-烯烃共聚物、聚丙烯蜡、尺寸稳定剂、相容剂、润滑剂和抗氧剂混合均匀后，经螺杆挤出机挤出造粒，然后包胶注塑成膜。
7.根据权利要求6所述的一种液流电池密封用耐蠕变POE膜的制备方法，其特征在于，所述挤出造粒的温度为180-210℃。
8.根据权利要求6所述的一种液流电池密封用耐蠕变POE膜的制备方法，其特征在于，所述包胶注塑成膜是通过二次注塑，在板框的一侧包覆一薄层密封膜，密封膜与板框成型为一体，厚度均匀；所述包胶注塑温度为180-220℃。
9.一种液流电池，其特征在于，包括权利要求1-5任一项所述的液流电池密封用耐蠕变POE膜。
10.根据权利要求9所述的一种液流电池，其特征在于，使用权利要求1-5任一项所述的液流电池密封用耐蠕变POE膜将液流电池组件包胶注塑成膜密封。
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【技术特征摘要】
1.一种液流电池密封用耐蠕变poe膜，其特征在于，按重量份计，包含乙烯-烯烃共聚物70-85份、非晶态α-烯烃共聚物5-15份、聚丙烯蜡1-10份、尺寸稳定剂2-15份、相容剂0-10份、润滑剂0-3份和抗氧剂0-2份。
2.根据权利要求1所述的一种液流电池密封用耐蠕变poe膜，其特征在于，所述乙烯-烯烃共聚物为乙烯-丁烯共聚物、乙烯-辛烯共聚物中的一种或两种。
3.根据权利要求1所述的一种液流电池密封用耐蠕变poe膜，其特征在于，所述尺寸稳定剂为c型短玻璃纤维经磨碎筛选得长度为60-100μm极短玻纤，碱含量低于15%。
4.根据权利要求1所述的一种液流电池密封用耐蠕变poe膜，其特征在于，所述相容剂为马来酸酐接枝poe树脂。
5.根据权利要求1所述的一种液流电池密封用耐蠕变poe膜，其特征在于，所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂；所述润滑剂为有机系润滑剂。
6.一种如权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员：王宇，张超，姚建男，辛健，吴淑玥，樊静秋，姚忠，项瞻波，
申请(专利权)人：宿迁时代储能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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