一種釩電池用石墨氈的生產(chǎn)方法，其技術(shù)要點(diǎn)是，它包括以下步驟：將連續(xù)燒結(jié)爐和連續(xù)活化爐串聯(lián)，在0~2/3燒結(jié)爐長(zhǎng)的區(qū)域內(nèi)，由常溫至1600℃范圍內(nèi)逐漸升溫；2/3~1燒結(jié)爐長(zhǎng)的區(qū)域內(nèi)，由1600℃至常溫范圍內(nèi)逐漸降溫；在升溫同時(shí)或溫度恒定后在連續(xù)燒結(jié)爐內(nèi)通入惰性氣體；在0~72/100活化爐長(zhǎng)的區(qū)域內(nèi)，由常溫至950℃范圍內(nèi)逐漸升溫；在72/100~1活化爐長(zhǎng)的區(qū)域內(nèi)，由950℃至常溫范圍內(nèi)逐漸降溫；在升溫同時(shí)或溫度恒定后通入水蒸氣；將預(yù)氧氈依次送入續(xù)燒結(jié)爐與連續(xù)活化爐中進(jìn)行燒結(jié)與活化。解決了現(xiàn)有技術(shù)中石墨氈生產(chǎn)效率低，成品質(zhì)量低等問(wèn)題。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于材料的生產(chǎn)方法領(lǐng)域，具體說(shuō)是一種。
技術(shù)介紹
f凡電池(Vanadium Redox Battery,簡(jiǎn)稱VRB)是一種新型清潔能源存儲(chǔ)裝置，經(jīng)過(guò)美國(guó)、日本、澳大利亞等國(guó)家的應(yīng)用驗(yàn)證，與目前市場(chǎng)中的鉛酸蓄電池、鎳氫電池相比，具有大功率、長(zhǎng)壽命、支持頻繁大電流充放電、綠色無(wú)污染等明顯技術(shù)優(yōu)勢(shì)，主要應(yīng)用于再生能源并網(wǎng)發(fā)電、城市電網(wǎng)儲(chǔ)能、遠(yuǎn)程供電、UPS系統(tǒng)、海島應(yīng)用等領(lǐng)域。隨著天然能源(石油和煤)的不斷消耗，化石燃料導(dǎo)致大氣質(zhì)量下降問(wèn)題的日益凸現(xiàn)，開(kāi)發(fā)和推廣太陽(yáng)能、風(fēng)能、地?zé)崮艿惹鍧嵞茉矗瑥?qiáng)調(diào)新型能源和可再生能源，對(duì)全球經(jīng)濟(jì)和持續(xù)發(fā)展與環(huán)境保護(hù)，具有非常重要的戰(zhàn)略意義。但是，無(wú)論是太陽(yáng)能還是風(fēng)能的利用，因其非穩(wěn)定發(fā)電特點(diǎn)，都需要性能優(yōu)良、價(jià)格低廉、使用壽命長(zhǎng)的儲(chǔ)能系統(tǒng)與之匹配。釩電池作為太陽(yáng)能光電系統(tǒng)及風(fēng)力發(fā)電配套的儲(chǔ)能電源，可隨意增加電池的儲(chǔ)存能量；電池容量和荷電狀態(tài)極易監(jiān)測(cè)；電池組的充放電電壓可以任意調(diào)節(jié)，即使電壓低至2V也可以完成充電；儲(chǔ)存容量越大電池成本越低。而且釩電池儲(chǔ)能系統(tǒng)調(diào)峰因?qū)儆诨瘜W(xué)能和電能之間的轉(zhuǎn)化，不受熱力學(xué)第二定律的限制，轉(zhuǎn)化效率高，可以極大限度的利用能源。釩電池是當(dāng)今世界上已成功用于電站調(diào)峰的化學(xué)電源，能量轉(zhuǎn)換效率高達(dá)85%以上，成本低廉，維護(hù)簡(jiǎn)便，理論上可以做到充電、放電時(shí)間相等。釩電池電極材料主要為金屬電極、復(fù)合導(dǎo)電塑料電極、碳?xì)质珰蛛姌O，其中碳?xì)质珰蛛姌O較為常用，普通的碳?xì)质珰蛛姌O的生產(chǎn)方法是采用國(guó)內(nèi)通用的聚丙烯腈針刺原氈,經(jīng)過(guò)空氣預(yù)氧、碳化、石墨化之后,機(jī)械加制成釩電池電極。申請(qǐng)?zhí)枮?01210261489.9，公布日為2012.11.14的中國(guó)專利公開(kāi)了一種提高聚丙烯腈基石墨氈含碳量的方法，在對(duì)聚丙烯腈基石墨氈進(jìn)行石墨化處理中，以階梯升溫的方式將石墨化處理溫度提高至250(TC，通過(guò)逐步提高石墨化處理溫度和升溫速率，實(shí)現(xiàn)提高聚丙烯腈基石墨氈的含碳量的目的。其適用于以聚丙烯腈基炭氈為基礎(chǔ)的石墨氈，并具有質(zhì)輕、碳含量高、耐燒蝕、抗腐蝕、純度高、高溫?zé)o揮發(fā)、導(dǎo)熱系數(shù)小、高溫不變形的特點(diǎn)。申請(qǐng)?zhí)枮?01110035013.9，公布日為2011.07.27的中國(guó)專利公開(kāi)了一種全釩液流電池電極用石墨氈的改性方法，首先使用空氣氧化法對(duì)石墨氈進(jìn)行處理，然后再使用過(guò)氧化氫或芬頓試劑對(duì)經(jīng)過(guò)空氣氧化法處理的石墨氈進(jìn)行改性。但上述生產(chǎn)方法存在以下缺陷:生產(chǎn)周期過(guò)長(zhǎng)，原料受熱不均易導(dǎo)致部分溫度過(guò)高而燒蝕，難以保證成品質(zhì)量，不但浪費(fèi)了資源，而且導(dǎo)致生產(chǎn)效率低下，推高了生產(chǎn)成本；所得成品電極比表面積小，使用壽命短，而由該電極制備的釩電池阻值大充放電流小，電化學(xué)活性低，電池性能低下，且難以保證長(zhǎng)時(shí)間過(guò)載使用。為了提高釩電池氈類電極的使用性能，申請(qǐng)人專利技術(shù)了一種釩電池專用石墨氈，下面將進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是提供一種，以解決現(xiàn)有技術(shù)中石墨氈生產(chǎn)效率低，成品質(zhì)量低等問(wèn)題。本專利技術(shù)是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:其特征是，它包括以下步驟: Cl)將連續(xù)燒結(jié)爐和連續(xù)活化爐串聯(lián)，在(Γ2/3燒結(jié)爐長(zhǎng)的區(qū)域內(nèi)，由常溫至1600°C范圍內(nèi)逐漸升溫；2/3 1燒結(jié)爐長(zhǎng)的區(qū)域內(nèi)，由1600°C至常溫范圍內(nèi)逐漸降溫；在升溫同時(shí)或溫度恒定后在連續(xù)燒結(jié)爐內(nèi)通入惰性氣體； (2)在(Γ72/100活化爐長(zhǎng)的區(qū)域內(nèi)，由常溫至950°C范圍內(nèi)逐漸升溫；在72/10(Tl活化爐長(zhǎng)的區(qū)域內(nèi)，由950°C至常溫范圍內(nèi)逐漸降溫；在升溫同時(shí)或溫度恒定后通入水蒸氣； (3)將預(yù)氧氈依次送入續(xù)燒結(jié)爐與連續(xù)活化爐中進(jìn)行燒結(jié)與活化。所述連續(xù)燒結(jié)爐長(zhǎng)為45m，并按照下述溫度設(shè)定:(T2m，常溫；2 7m，升溫至300°C ；7 12m，升溫至600°C ;12 17m，升溫至1200°C ;17 22m，升溫至1400°C ;22 25m，升溫至15000C ;25 30m，升溫至 1600°C ;30 35m，降溫至 1000°C ;35 42m，降溫至 600°C ;42 45m，降溫至常溫；在(T900°C溫區(qū)和90(Tl60(rC溫區(qū)分別通入相同或不同的惰性氣體； 連續(xù)活化爐長(zhǎng)為25m，并按照下述溫度設(shè)定:(T2m，常溫；2 3m，300°C ；3^6m,500°C,6 10m，700。。;10 18m，95(TC ; 18 22m，50(TC ;22 25m，常溫。所述租體在連續(xù)燒結(jié)爐中以0.5 5m/min變速或勻速傳送,優(yōu)選l 5m/min ;租體在連續(xù)活化爐中以2 10m/min變速或勻速傳送。所述預(yù)氧氈選自聚丙烯腈基預(yù)氧氈、粘膠基預(yù)氧氈、酚醛基預(yù)氧氈或浙青基預(yù)氧氈預(yù)氧氈的一種。所述氈體的厚度為3 20mm，氈體的密度為0.1(Γθ.20g/cm3。所述惰性氣體的通氣速率為10(T200mVh。所述水蒸氣通入速率為5(Tl00m3/min。本專利技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)及有益效果如下:采用事先預(yù)熱的連續(xù)燒結(jié)爐并通過(guò)傳送帶逐步燒結(jié)預(yù)氧氈原料，避免了因局部溫度過(guò)高導(dǎo)致的燒蝕，降低了生產(chǎn)成本；優(yōu)化燒結(jié)與活化過(guò)程，縮短了生產(chǎn)周期，提高了生產(chǎn)效率；選用特定規(guī)格的預(yù)氧氈，提高了成品質(zhì)量；使用本專利技術(shù)方法所得成品的電極孔隙率高，比表面積大，電極質(zhì)量穩(wěn)定，使用壽命長(zhǎng)；由該電極制備的釩電池阻值小，電化學(xué)活性高，電池性能優(yōu)良。附圖說(shuō)明圖1是實(shí)例I制備的石墨氈電極組成的電池在1.5mol/L釩離子和2mol/L硫酸溶液中前十次充、放電曲 線； 圖2是處理前的石墨氈的SEM圖； 圖3是處理后的石墨租的SEM圖； 圖4是實(shí)例f 7所制備的石墨氈在125°C，36mA/cm2電流密度下的各項(xiàng)參數(shù)表格。下面將結(jié)合附圖通過(guò)實(shí)例對(duì)本專利技術(shù)作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，但下述的實(shí)例僅僅是本專利技術(shù)其中的例子而已，并不代表本專利技術(shù)所限定的權(quán)利保護(hù)范圍，本專利技術(shù)的權(quán)利保護(hù)范圍以權(quán)利要求書為準(zhǔn)。具體實(shí)施方式實(shí)例I 本專利技術(shù)的一種，其包括以下步驟: (1)將45m的連續(xù)燒結(jié)爐按照下述溫度設(shè)定:(T2m，常溫；2 7m，升溫至300°C;7 12m，升溫至 600°C;12 17m，升溫至 1200°〇；17 22111，升溫至 1400°C ;22 25m，升溫至 1500°C ;25 30m，升溫至1600°C ;3(T35m，降溫至1000°C ;35 42m，降溫至600°C ;42 45m，降溫至常溫；升溫同時(shí)在(T900°C溫區(qū)通入氮?dú)猓?0(Tl600°C溫區(qū)通入氬氣，通氣速率均為16(T200m3/h ； (2)將50000mmX1600mmX 7mm密度為0.16g/cm3的聚丙烯腈基預(yù)氧租送入45m的連續(xù)燒結(jié)爐中，在600°C、1200°C及1600°C溫區(qū)各停留約5min，整個(gè)燒結(jié)過(guò)程約25min ； 氈體燒結(jié)后進(jìn)入按照下述溫度設(shè)定連續(xù)活化爐各溫區(qū)的溫度；(T2m，常溫；2 3m，300 °C ; 3 6m，500 °C，6 10m，700 °C ; 10 18m，950°C ; 18 22m，500 °C ; 22 25m，常溫;溫度恒定后以7(Tl00m3/h的速度通入水蒸氣； (3)將高溫?zé)Y(jié)后的石墨氈送入25m的連續(xù)燒結(jié)爐進(jìn)行活化，氈體傳送速度為3m/min，活化后出爐； (4)將得到的活化石墨氈剪切，包裝即得成品。實(shí)例2 本發(fā)本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種釩電池用石墨氈的生產(chǎn)方法，其特征是，它包括以下步驟：將連續(xù)燒結(jié)爐和連續(xù)活化爐串聯(lián)，在0~2/3燒結(jié)爐長(zhǎng)的區(qū)域內(nèi)，由常溫至1600℃范圍內(nèi)逐漸升溫；2/3~1燒結(jié)爐長(zhǎng)的區(qū)域內(nèi)，由1600℃至常溫范圍內(nèi)逐漸降溫；在升溫同時(shí)或溫度恒定后在連續(xù)燒結(jié)爐內(nèi)通入惰性氣體；在0~72/100活化爐長(zhǎng)的區(qū)域內(nèi)，由常溫至950℃范圍內(nèi)逐漸升溫；在72/100~1活化爐長(zhǎng)的區(qū)域內(nèi)，由950℃至常溫范圍內(nèi)逐漸降溫；在升溫同時(shí)或溫度恒定后通入水蒸氣；將預(yù)氧氈依次送入續(xù)燒結(jié)爐與連續(xù)活化爐中進(jìn)行燒結(jié)與活化。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：劉東影，李波，張榮路，何立新，岳斌，孫振濤，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：遼寧金谷炭材料股份有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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