技术领域

本发明属于钒电池制造领域， 尤其涉及一种电动碳毡热压机。

背景技术

目前，钒电池使用的电极材料主要为塑料板和 石墨板等非金属电极板。 在实践中发现非金属类电极板在使用过程中导 电的稳定性较差， 容易 出现断裂现象， 即当非金属类电极长时间使用时， 随着电极温度的升高， 其电阻会在临界点陡然加大， 导致电极变形， 影响非金属类电极的正常使 用。 具体体现在所述塑料电极板中的表现为机械性 能差、 电性能差； 石墨 板容易剥落变形， 使用寿命只有两年， 寿命较短， 而且电性能不稳定。

在钒电池的氧化还原液流中普遍使用的复合电 极板， 一般要求应当具 有较好的导电性， 即具有较低的体积电阻率， 同时还应当具有较好的机械 性能和稳定的温度效应， 如电极板能够在长期使用后， 尤其是在较高的温 度之下工作仍能保持较为稳定的结构， 即电极板变形极限较大，不易变形， 仍可以有效隔离电极板两侧不同性质的液流。

专利申请号为 2008103034837的中国发明专利申请公布说明书公� �了 一种全钒氧化还原液流电池用的复合电极及其 制备方法， 其主要内容是将 多种导电填料添加到高分子聚合物中制得热塑 性导电板， 再使用热塑性导 电板与石墨毡（碳毡） 热压复合而成， 使石墨毡中的部分导电碳纤维嵌入 导电板表面， 形成互穿的导电网络， 进而提高了产品整体的导电性能。 前 述复合电极及其制备方法的主要缺陷是： 体积电阻率实际上很难达到≤ 0 . l Q. c m的标准， 产生该缺陷的原因是 ： 导电碳纤维等导电填料的含 量仍旧较少， 此外， 热压复合而成的导电板机械结构并不稳定， 在电池长 期使用后， 导电碳纤维容易发生开链、 断裂等现象， 致使复合电极板的温 度效应较差。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述技术问题， 本发明提供了一种使用、 操作十分筒单、 方便、 快捷、 安全， 可快速地制备出导电性能高、 结构致 密、 热塑性以及温度效应好的复合导电电极的碳毡 热压机。 本发明解决现有技术问题所采用的技术方案为 ：

一种电动碳毡热压机， 包括有热压机构， 所述热压机构包括有具有吸 附和加热功能的上模具和下模具， 以及第一驱动器， 所述第一驱动器与所 述上模具连接固定， 以完成合模 /开模运动；

所述上模具和下模具内部均分别设有导油腔、 上模腔室和下模腔室， 外部设有抽真空孔、 进油孔、 出油孔和用于吸附碳毡垫的吸孔， 所述进油 孔和出油孔与所述导油腔导通连接， 所述抽真空孔和吸孔均与所述上模腔 室或下模腔室导通连接；

所述上模具和下模具分别包括有上模模板和上 模底板、 下模模板和下 模底板， 且组合构成所述上模腔室、 下模腔室， 所述导油腔分别设于所述 上模模板和下模模板内部， 所述抽真空孔、 进油孔和出油孔均分别设于所 述上模模板和下模模板的外部， 所述吸孔设于所述上模模板和下模模板的 板面上；

所述上模模板和下模模板还分别设有用于放置 碳毡垫的上模模腔、 下 模模腔， 所述吸孔设于所述上模模腔和下模模腔上；

所述导油腔设于对应于所述上模模腔的上模模 板内部和对应于所述下 模模腔的下模模板内部， 且所述导油腔的面积范围与所述上模模腔、 下模 模腔基本一致；

所述下模模板的下模模腔缘边上设有凹台， 所述上模模板的上模模腔 的缘边上设有凸台， 合模时， 所述凸台压合在所述凹台上；

所述导油腔是若干相互连通的油道， 且所述油道一端均设有便于把油 道内的铁渣沖洗干净的开口和堵头；

所述上模模板和上模底板、 所述下模模板和下模底板之间还设有隔热 板；

所述热压机构还包括有滑杆和顶板， 所述滑杆两端分别与所述下模具 和顶板连接固定， 所述第一驱动器安装固定在所述顶板上， 并与所述上模 具连接固定，所述上模具在所述第一驱动器驱 动下沿所述滑杆作合模 /开模 运动；

所述热压机还包括有供料机构， 所述供料机构包括有吸盘、 第二驱动 器和连接杆， 所述供料机构与所述热压机构之间还设有滑轨 ， 所述滑轨上 设有一滑块， 所述连接杆一端设有所述吸盘， 另一端连接固定在所述滑块 上， 且所述第二驱动器的伸缩端也与所述滑块连接 固定；

所述热压机还包括有供料机构， 所述供料机构包括有吸盘、 第二驱动 器、 连接杆和升降座， 所述第二驱动器包括有纵向驱动器和升降驱动 器， 所述供料机构与热压机构之间设有第一滑轨， 所述第一滑轨上设有第一滑 块，所述纵向驱动器的伸缩端连接固定在所述 第一滑块上，所述升降座（ 26 ) 一端也连接固定在所述第一滑块上， 另一端安装固定有所述升降驱动器， 且所述升降座设有第二滑轨， 所述第二滑轨上设有第二滑块， 所述连接杆 和升降驱动器的伸缩端连接固定在所述第二滑 块上。

本发明通过上述技术方案， 热压机使用、 操作十分筒单、 方便、 快捷、 安全， 可快速地制备出导电性能高、 结构致密、 热塑性以及温度效应好的 复合导电电极， 而且导电电极的导电板内碳毡气孔含量极少， 不易变形， 大大增强了导电电极在稳定状态下的使用寿命 。

附图说明

图 1是本发明所述电动碳毡热压机实施例一的结� �示意图；

图 2是本发明所述电动碳毡热压机实施例一的上� �模板的剖示结构示 意图；

图 3是本发明所述电动碳毡热压机的上模模板和� �模模板分别放置有 碳毡垫和 PE板的结构示意图；

图 4是本发明所述电动碳毡热压机实施例二的侧� �结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明技术方案进行详细说明 。

请参阅说明书附图图 1-4。 图中有热压机构 1、 上模具 11 (上模模板 111、上模底板 112、上模腔室 113、上模模腔 114、吸孔 115、抽真空孔 116、 导油腔 117、 进油孔 118、 出油孔 119和隔热板 110 )、 下模具 12 (下模模 板 121、 下模底板 122、 下模腔室 123、 下模模腔 124、 吸孔 125、 抽真空 孔 126、 导油腔 127、 进油孔 128、 出油孔 129和隔热板 120 )、 第一驱动器 13 (侍服电机 131、 同步带 132和驱动机构 133 )、 供料机构 2、 吸盘 21、 第二驱动器 22 (纵向驱动器 221和升降驱动器 222 )、 连接杆 23、 升降座 24。

如图 1、 图 2和图 3中所示：

本发明提供了一种电动碳毡热压机， 包括有热压机构 1和供料机构 2。 其中， 热压机构 1包括有上模具 11、 下模具 12和第一驱动器 13 , 上模具 11主要由上模模板 111和上模底板 112组成， 且上模模板 111设计呈凹框 形， 并与上模底板 112连接固定， 构成上模腔室 113; 上模模板 111的板 面上设有用于放置碳毡垫 14的上模模腔 114, 上模模腔 114形状大小与碳 毡垫 14相适配， 上模模腔 114底部设有若干吸孔 115 , 吸孔 115与上模腔 室 113连通， 上模模板 111一侧还设有抽真空孔 116, 抽真空孔 116—端 与上模腔室 113连通， 另一端与抽真空装置（图中未表示出来）连接 ， 启 动抽真空装置，上模腔室 113即成为一真空室，碳毡垫 14在真空负压的作 用下紧贴在上模模腔 114内壁上； 上模模板 111对应于上模模腔 114的位 置内部设有导油腔 117, 导油腔 117的面积范围与上模模腔 114基本相同， 而且上模模板 111 两侧还分别设有进油孔 118和出油孔 119, 进油孔 118 和出油孔 119均一端与导油腔 117连通， 另一端则均与热油供给装置和冷 油供给装置（图中均未表示出来）连接， 加热时， 热油供给装置将热油从 进油孔 118进入到导油腔 117内， 再经出油孔 119回流至热油供给装置， 热油在导油腔 117内循环流动，使上模模腔 114内的碳毡垫 14快速、均匀 地加热至一定温度（50°C ~ 250°C ); 同理， 冷却时， 冷油供给装置将冷油 从进油孔 118进入到导油腔 117内，再经出油孔 119回流至冷油供给装置， 冷油在导油腔 117 内循环流动， 使上模模腔 114 内的经热压后碳毡垫 14 快速冷却、 定形。 另外， 上模模板 111与上模底板 112之间还设有一隔热 板 110, 隔热板 110由石棉材料做成， 主要用于隔离上模模板 111的热量， 保证导油腔 117内热油传递过来的热量不会被传递到其他部 件上而被散发 掉， 上模模腔 114内温度控制更保障、 更稳定， 也不会因高温对其他部件 造成损坏。 下模具 12与上模具 11结构几乎一样， 同样地主要由下模模板 121、 下模底板 122组成， 且下模模板 121设计呈凹框形， 并与下模底板 122连接固定，构成下模腔室 123; 下模板板 121同样设有用于放置碳毡垫 14的下模模腔 124、与下模腔室 123连通的若干吸孔 125、与下模腔室 123 和抽真空装置连接的抽真空孔 126, 对应于下模模腔 124的位置内部也设 有导油腔 127, 导油腔 127的面积范围与下模模腔 124基本相同， 而且下 模模板 121还设有进油孔 128和出油孔 129 , 进油孔 128和出油孔 129均 一端与导油腔 127连通，另一端则均与热油供给装置和冷油供 给装置连接， 下模模板 121与下模底板 122之间还设有一由石棉材料做成隔热板 120。 下模模板 121的下模模腔 124外围还设有定位锁釘 12Γ , 上模模板 111相 应位置设有定位孔 111，，保证合模时上下模具位置准确无误，热 压效果好。 第一驱动器 13包括有侍服电机 131、 同步带 132和驱动机构 133 (如油压 机）， 同步带 132两端分别与侍服电机 131、 驱动机构 133连接， 驱动机构 133另一端与上模具 11的上模底板 112连接， 用于带动上模具 11作合模 / 开模运动。 热压机构 1还包括有滑杆 15和顶板 16, 滑杆 15两端分别与下 模底板 122和顶板 16连接固定， 且上模底板 112相应位置设有滑孔 112，， 滑孔 112，套在滑杆 15上， 上模具 11在第一驱动器 13驱动下沿滑杆 15作 合模 /开模运动， 运动路径更有保障， 热压效果更好。

从图 2中可见所述上模模板 111的导油腔 117是若干相互连通的油道， 且 油道一端均设有开口 1171 , 方便把油道内的铁渣沖洗干净， 一般情况下， 开口 1171以堵头 1172封堵住， 堵头 1172为 RI3/4堵头， 可承受 2.5kg/cm ² 的压 力。 同理， 所述下模模板 121的导油腔 127同样是若干相互连通的油道， 油 道一端也设有开口， 并同样以堵头封堵住。

另外， 所述上模具 11的上模腔室 113和和下模具 12的下模腔室 123的内 壁上均喷涂有特氟龙， 起到很好的耐高温效果。 所述进油孔（118、 128 )、 出油孔（119、 129 ) 均经过 HRC50 ~ 55的淬火处理。

供料机构 2包括有吸盘 21、 第二驱动器 22和连接杆 23 , 吸盘 21是真空吸 盘， 主要用于吸住 PE板 24, 并设有连接杆 23—端， 第二驱动器 22是一横向 驱动器， 可以是驱动汽缸或驱动油缸（如型号为 SC32-850 ), 在供料机构 2 与热压机构 1之间还设有滑轨 25 ,滑轨 25上设有一滑块 25，，连接杆 23的另一 端连接固定在滑块 25，上， 且第二驱动器 22的伸缩端也与滑块 25，连接固定， 在第二驱动器 22的作用下，供料机构 2即可自动将 PE板 24准确地送入热压机 构 1内的上下模具的碳毡垫 14的之间进行热压，无需人工操作，生产更安� ��。

本发明所述电动碳毡热压机还包括有机台 3 , 所述热压机构 1和供料机 构 2设于机台 3上， 机台 3上设有两个启动按钮 31和一个急升按钮 32, 机台 3 还设有一电控箱 33 , 主要用于完成电源开关、 电机 ON/OFF、 半自动 /手动切 换、 电源指示、 电机指示、 下压计时和保压计时等操作。

本发明工作流程： 首先通过人手将碳毡垫 14放入上模具 11和下模具 12 的模腔（114、 124 ) 内， 碳毡垫 14在真空负压的作用下紧贴在模腔（114、 124 ) 内壁上， 同时按下两个启动按钮 31 , 热压机构 1开始合模， 热油在导 油腔（117、 127 )油道里循环流动加热碳毡垫 14; 接着， 当碳毡垫 14达到 一定的温度时， 打开上下模具， 供料机构 2的真空吸盘 21将 PE板 24吸住， 并 通过第二驱动器 22的作用下， 将 PE板 24准确地送入上下碳毡垫 14的之间； 再接着， 热压机构 1再次合模， 并继续加热， 直至 PE板 24熔化为流体状态， 在第一驱动器 13的油压机 133的作用下将流体状态的 PE料均匀地渗入到上 下碳毡垫 14的孔隙中； 然后， 立即停止导油腔（117、 127 ) 内的热油循环， 转换为冷油循环， 将上下模具快速冷却至常温； 最后， 打开模具， 取下产 品， 进入下一个循环作业。 本发明所述热压机使用、 操作十分筒单、 方便、 快捷、 安全， 可快速地制备出复合导电电极， 且导电电极的导电板内碳毡 气孔含量极少， 不易变形， 大大增强了导电电极在稳定状态下的使用寿命 。

如图 3中所示：

本发明所述电动碳毡热压机的下模模板 121 , 其所设下模模腔 124的 大小至少足以容纳碳毡垫 14和 PE板 24,且在下模模腔 124缘边上设有环 形凹台 1241 , 相应地， 所述上模模板 111的上模模腔 114的缘边上设有环 形凸台 1141 , 合模时， 凸台 1141压合在凹台 1241上， 即可有效防止在热 压过程中 PE板 24熔化为流体状态时从上下模具接合处外流， 保证流体状 态的 PE料充分渗入到上下碳毡垫 14的孔隙中。

如图 4中所示：

本发明实施例二所述的电动碳毡热压机与实施 例一基本相同， 包括有 热压机构 1和供料机构 2 , 热压机构 1与实施例一结构完全相同， 包括有 上模具 11、 下模具 12、 第一驱动器 13、 滑杆 15、 顶板 16。 区别仅在于， 实施例二的供料机构 2包括有吸盘 21、 第二驱动器 22、 连接杆 23和升降 座 26, 第二驱动器 22是一驱动器组， 包括有纵向驱动器 221和升降驱动 器 222, 纵向驱动器 221 (如型号为 SC32-600 )和升降驱动器 222 (如型 号为 SC32-50 )均为驱动汽缸工驱动油缸， 纵向驱动器 221的伸缩端连接 固定在供料机构 2与热压机构 1之间的第一滑轨 27的第一滑块 27，上， 升 降座 26—端也连接固定在第一滑块 27，上， 另一端安装固定有所述升降驱 动器 222, 且升降座 26上设有第二滑轨 261 , 第二滑轨 251上设有第二滑 块 262上，连接杆 23和升降驱动器 222的伸缩端连接固定在第二滑块 262 上。 这样， 在纵向驱动器 221和升降驱动器 222的作用下， 即可准确地控 制 PE板 24的送入位置， 热压效果有保证。

以上内容是结合具体的优选技术方案对本发明 所作的进一步详细说 明， 不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明 。 对于本发明所属技术 领域的普通技术人员来说， 在不脱离本发明构思的前提下， 还可以做出若 干筒单推演或替换， 都应当视为属于本发明的保护范围。