炭系填充型導(dǎo)電聚合物在釩電池中應(yīng)用的研究.pdf

1、本文主要通過研究炭系導(dǎo)電填料在熱塑性丁苯橡膠/PP復(fù)合材料的分布及填充情況，制備體積電阻率小于0.1 Ω·cm的高導(dǎo)電材料，并采取恰當(dāng)?shù)姆绞綄⑵渑c炭氈進(jìn)行復(fù)合。在制備高導(dǎo)電性能的復(fù)合材料中，通過研究不同的炭系填料選擇了乙炔炭黑、粉狀石墨和PAN基導(dǎo)電炭纖維作為基本的導(dǎo)電填料；查閱國內(nèi)外文獻(xiàn)，選擇熱塑性丁苯橡膠和PP作為復(fù)合材料的基體樹脂；通過研究添加劑等對(duì)基體樹脂的力學(xué)性能的影響，選擇了最適合導(dǎo)電復(fù)合材料的配比；采用四探針、高阻計(jì)等測(cè)量

2、儀器，對(duì)不同填充含量的導(dǎo)電復(fù)合材料的導(dǎo)電性能進(jìn)行研究，對(duì)乙炔炭黑、炭纖維和石墨的導(dǎo)電性能做了系統(tǒng)的研究；研究了影響復(fù)合材料導(dǎo)電性能的因素，如加工溫度、成型方式、加料順序和添加劑等對(duì)導(dǎo)電性能的影響；研究了導(dǎo)電膠粘劑，對(duì)乙炔炭黑、炭纖維和石墨在環(huán)氧膠粘劑中的導(dǎo)電性能進(jìn)行了研究；研究了導(dǎo)電板與炭氈復(fù)合的有效方式，并對(duì)影響復(fù)合效果的復(fù)合壓力、溫度進(jìn)行了研究；通過對(duì)所制得的電極充放電的研究，比較了不同炭氈復(fù)合方式對(duì)釩電池性能的影響，確定了最佳復(fù)合

3、方式。通過研究得到了以下結(jié)論： 1．乙炔炭黑、炭纖維、和石墨對(duì)復(fù)合材料導(dǎo)電性能的影響各不相同，但導(dǎo)電機(jī)理類似，總體說來三者的在復(fù)合材料中的導(dǎo)電能力為：乙炔炭黑>炭纖維>石墨。 2．乙炔炭黑、炭纖維和石墨在添加到一定分量后，繼續(xù)增加填料含量并不能有效提高復(fù)合材料的導(dǎo)電性能，要制備高導(dǎo)電性能的材料，必須配合使用。經(jīng)研究得到了乙炔炭黑、炭纖維、和石墨的最佳配比，使用該配比，可以得到導(dǎo)電性能極好的導(dǎo)電復(fù)合材料。 3．基體

4、樹脂的類型對(duì)導(dǎo)電復(fù)合材料導(dǎo)電性能也有一定的影響，但在高填充量的導(dǎo)電復(fù)合材料中，影響并不十分明顯。研究了SEBS/PP、SEBS*/PP、SEBS*/LDPE、POE/PP、TPU/PP等類型的復(fù)合材料在高填充量下對(duì)導(dǎo)電性能影響不大，但從產(chǎn)品的機(jī)械性能和加工難易考慮，以SEBS/PP和SEBS*/PP為基體樹脂是最佳選擇。 4．不同的制備工藝對(duì)導(dǎo)電材料性能影響極大，研究得出，在高填充量下，使用雙輥煉制的混料方式優(yōu)于雙螺桿擠出。同時(shí)

5、復(fù)合材料的導(dǎo)電性能隨加工、成型溫度的升高而提高，但材料的機(jī)械性能卻在溫度繼續(xù)升高時(shí)降低。研究比較不同加工溫度下產(chǎn)品的機(jī)械和導(dǎo)電性能得到了適合的塑煉和成型溫度。 5．白油的添加量對(duì)復(fù)合材料的導(dǎo)電性能影響不大，但添加量過高會(huì)影響釩電池的充放電性能，在使用時(shí)應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)募尤肓俊?6．導(dǎo)電膠粘劑中，導(dǎo)電填料的導(dǎo)電機(jī)理與導(dǎo)電復(fù)合材料相同。研究了導(dǎo)電填料的含量與粘接性能的關(guān)系，得到了導(dǎo)電性能和粘接性能最好時(shí)的配比。 7．導(dǎo)電