【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及液态钒电池材料领域，特别涉及一种高热扩散性能的液态钒电池极片、其制备方法及液态钒电池。
技术介绍
1、液态钒电池作为一种高性能的氧化还原液流电池，因其独特的优势，如高能量密度、高充放电效率、长循环寿命以及灵活的储能和放电能力，在能源存储领域受到了广泛关注。在液态钒电池中，极片作为活性物质的载体，其性能直接影响到电池的整体性能，包括能量密度、充放电效率、循环寿命等。
2、然而，现有的液态钒电池极片在制备过程中，尤其是在热处理阶段，存在热扩散不均匀的问题。这主要是由于极片材料的热导率差异、制备工艺的控制精度不足、以及热处理设备的局限性等因素导致的。热扩散不均匀会导致极片内部活性物质的分布不均，进而影响电池的电化学性能。
3、因此选择合适的极片材料是提高热扩散性能的基础。一些具有高导热性能的材料，如金属基复合材料，可以作为极片的基体材料，以提高极片的热扩散性能。同时优化涂覆工艺，确保活性物质在极片上的均匀分布，也是提高热扩散性能的关键。
4、此外，控制热处理温度和时间也是提高热扩散性能的重要手段。通过采用梯度加热、微波加热等先进的热处理技术，可以实现极片内部温度的均匀分布，从而提高热扩散性能。同时，精确控制热处理时间，避免过长或过短导致的性能下降，也是保证极片性能的关键。
5、综上所述，提高液态钒电池极片的热扩散性能是一个重要的研究方向。通过优化极片的制备工艺和热处理条件，可以实现极片内部温度的均匀分布和活性物质的均匀分布，从而提高电池的电化学性能和稳定性。
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7、热扩散不均匀：传统的极片制备方法往往导致热扩散不均匀，这主要是因为极片材料的热导率差异、制备工艺的控制精度不足以及热处理设备的局限性等因素。热扩散不均匀会导致极片内部活性物质的分布不均，进而影响电池的电化学性能。
8、活性物质分布不均：由于热扩散不均匀，活性物质在极片上的分布也不均匀。这会导致电池在充放电过程中，不同区域的活性物质利用率不同，从而影响电池的能量密度和循环寿命。
9、制备工艺复杂：为了在一定程度上改善热扩散性能，现有的制备工艺往往需要复杂的步骤和精细的控制，这增加了制备成本和时间，降低了生产效率，不利于大规模应用。
10、所以，现在有必要对现有技术进行改进，以提供更可靠的方案。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种高热扩散性能的液态钒电池极片、其制备方法及液态钒电池。
2、为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种高热扩散性能的液态钒电池极片，其通过在基片上涂布复合电极浆料后经干燥得到，所述复合电极浆料包括60-80重量份的活性物质、10-20重量份的粘结剂、5-15重量份的导电添加剂以及一定量的溶剂，其中溶剂的添加量满足：使复合电极浆料的黏度为3500～4500mpa.s；
3、其中，所述活性物质为钒氧化物。
4、优选的是，活性物质选自三氧化二钒(v2o3)、二氧化钒(vo2)、亚钒酸盐(如vo、v2o)、五氧化二钒(v2o5)中的一种或多种。
5、优选的是，粘结剂选自ptfe(聚四氟乙烯)、pvdf(聚偏二氟乙烯)中的一种或者两种。
6、优选的是，导电添加剂选自碳黑、导热石墨、石墨烯、ks-6中的一种或者多种；
7、溶剂选自nmp(n-甲基吡咯烷酮)、纯水、异丙醇、乙醇中的一种或多种。
8、优选的是，所述基片选自碳纸、碳布、金属箔中的任意一种。
9、优选的是，活性物质为五氧化二钒，粘结剂为ptfe，导电添加剂为石墨烯，溶剂为纯水，基片为碳布。
10、优选的是，所述复合电极浆料中还包括：5-15重量份的热扩散增强剂，所述热扩散增强剂通过以下方法制备得到：
11、1)按重量配比称取30％的碳纤维和70％的氧化铝颗粒，置于砂磨机中进行粉碎研磨，时间3h，过250目筛，加入一定量无水乙醇后，采用行星式球磨机进行湿混洗涤3h，置于80℃鼓风干燥箱干燥5h，得到预处理后的原料(增强剂前驱体)；
12、2)将预处理后的增强剂前驱体与添加剂(超细石墨粉：目数3000目，纯度99.9％)混合，添加剂的加入量为预处理后的原料总质量的15％，所得混合物在1000～1500℃的温度、1～10mpa的压力下反应时间6-12h；
13、3)将步骤2)所得产物在80℃干燥烘箱烘干1h，得到所述热扩散增强剂。
14、本专利技术的第二方面，提供一种如上所述的高热扩散性能的液态钒电池极片的制备方法，包括以下步骤：
15、s1、按照重量份配比将活性物质、粘结剂、导电添加剂和溶剂混合均匀，当所述复合电极浆料的原料中还包括热扩散增强剂时，还按照重量份配比加入该热扩散增强剂，控制溶剂的添加量以使得混合所得的复合电极浆料的黏度为3500～4500mpa.s；
16、s2、将复合电极浆料均匀涂布在基片上，得到电极片中间品1；
17、s3、初步干燥：将步骤s2所得电极片中间品1在35-90℃下进行初步干燥，得到电极片中间品2；
18、s4、热扩散处理：采用梯度加热和超声波辅助振动的方式对电极片中间品2进行热处理，得到电极片中间品3；
19、s5、深度干燥：对电极片中间品3在70～80℃下进行深度干燥，得到所述高热扩散性能的液态钒电池极片。
20、优选的是，所述的高热扩散性能的液态钒电池极片的制备方法包括以下步骤：
21、s1、按照重量份配比将活性物质、粘结剂、导电添加剂和溶剂混合均匀，当所述复合电极浆料的原料中还包括热扩散增强剂时，还按照重量份配比加入该热扩散增强剂，控制溶剂的添加量以使得混合所得的复合电极浆料的黏度为3500～4500mpa.s；
22、s2、将复合电极浆料均匀涂布在基片上，控制涂布厚度为240～300μm，得到电极片中间品1；
23、s3、初步干燥：将步骤s2所得电极片中间品1在35-90℃下干燥20-80min，得到电极片中间品2；
24、s4、热扩散处理：采用梯度加热和超声波辅助振动的方式对电极片中间品2进行热处理，得到电极片中间品3；
25、其中，梯度加热的温度逐渐升高，处理程序为：70℃、30min，75℃、10min,80℃、10min,85℃、10min,90℃、5min；
26、梯度加热的同时对电极片中间品2施加超声作用，超声频率40khz,功率1500w；
27、s5、深度干燥：对电极片中间品3进行热风干燥，热风温度为70～80℃，干燥施加为2～4h，得到所述高热扩散性能的液态钒电池极片。
28、本专利技术的第三方面，提供一种液态钒本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高热扩散性能的液态钒电池极片，其特征在于，其通过在基片上涂布复合电极浆料后经干燥得到，所述复合电极浆料包括60-80重量份的活性物质、10-20重量份的粘结剂、5-15重量份的导电添加剂以及一定量的溶剂，其中溶剂的添加量满足：使复合电极浆料的黏度为3500～4500mpa.s；
2.根据权利要求1所述的高热扩散性能的液态钒电池极片，其特征在于，活性物质选自三氧化二钒、二氧化钒、亚钒酸盐、五氧化二钒中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的高热扩散性能的液态钒电池极片，其特征在于，粘结剂选自PTFE、PVDF中的一种或者两种。
4.根据权利要求1所述的高热扩散性能的液态钒电池极片，其特征在于，导电添加剂选自碳黑、导热石墨、石墨烯、KS-6中的一种或者多种；
5.根据权利要求1所述的高热扩散性能的液态钒电池极片，其特征在于，所述基片选自碳纸、碳布、金属箔中的任意一种。
6.根据权利要求1所述的高热扩散性能的液态钒电池极片，其特征在于，活性物质为五氧化二钒，粘结剂为PTFE，导电添加剂为石墨烯，溶剂为纯水，基片为碳布。
7.根据权利要求1所述的高热扩散性能的液态钒电池极片，其特征在于，所述复合电极浆料中还包括：5-15重量份的热扩散增强剂，所述热扩散增强剂通过以下方法制备得到：
8.一种如权利要求1-7中任意一项所述的高热扩散性能的液态钒电池极片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
9.根据权利要求8所述的高热扩散性能的液态钒电池极片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
10.一种液态钒电池，其特征在于，其包括如权利要求1-7中任意一项所述的高热扩散性能的液态钒电池极片。
...【技术特征摘要】
1.一种高热扩散性能的液态钒电池极片，其特征在于，其通过在基片上涂布复合电极浆料后经干燥得到，所述复合电极浆料包括60-80重量份的活性物质、10-20重量份的粘结剂、5-15重量份的导电添加剂以及一定量的溶剂，其中溶剂的添加量满足：使复合电极浆料的黏度为3500～4500mpa.s；
2.根据权利要求1所述的高热扩散性能的液态钒电池极片，其特征在于，活性物质选自三氧化二钒、二氧化钒、亚钒酸盐、五氧化二钒中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的高热扩散性能的液态钒电池极片，其特征在于，粘结剂选自ptfe、pvdf中的一种或者两种。
4.根据权利要求1所述的高热扩散性能的液态钒电池极片，其特征在于，导电添加剂选自碳黑、导热石墨、石墨烯、ks-6中的一种或者多种；
5.根据权利要求1所述的高热扩散性...
【专利技术属性】
技术研发人员：金闯，潘松，任祥，
申请(专利权)人：斯迪克新型材料江苏有限公司，
类型：发明
国别省市：
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