聚合物塑料电极板是全矾液流电池的重要部件之一，它不仅可以隔绝正负电解液，同时可以串联的阴阳两极之间建立电流通路。聚合物导电板可以和石墨毡电极结合成为一体化复合极板材料，兼顾良好的电化学和力学性能。目前双极板所用的复合导电塑料，是碳系导电物质和高分子材料的混合物混合后加入阻滞剂、脱模剂后制备而成，常见的高分子树脂包括，PP,PE,PVDF,CPE,PVC等，常见的导电填料包括石墨，炭黑，金属粉末等。

塑料电极板的优势

传统钒电池电极板主要采用石墨材质，一般将石墨粉或者沥青混合，经过几千度的高温处理后，进一步切割打磨成型，具有导电性能好，电阻率低，致密度好的优点。缺点是制造成本高，材料脆性大。全钒液流电池的电堆装配看似简单，实际对极板材料的耐压性能要求很高，电极和双极板之间属于硬连接，需要依靠一定的压力来降低接触电阻，贴合不好的情况会降低电堆效率。所以钒电池在装配时，不均匀的施压装配使得石墨双极板容易出现变形或碎裂的现象，直接导致电池电解液渗漏。此类现象会造成电池容量衰减甚至安全事故。一般来说，电堆的功率和反应面积越大，叠层装配的工艺难度也就越大。因此石墨极板比较适合小型电堆，不太适合大规模的的钒电池应用。

采用导电塑料双极板替代石墨双极板，是目前的改进方法之一，由于碳系材料中，加入一部分聚合物混合，使得双极板的拉伸强度和折弯强度大大提高，也降低了双极板近一半的成本。聚合物导电板耐腐蚀性能也比常规石墨或者金属极板好的多，由于极板两侧分别是强氧化性和还原性的电解液，长期运行就要求极板材料具有良好的化学惰性。导电聚合物极板带来的另一个好处是，可以与导流框板焊接，无需采用密封圈装配防渗，减少了一个电池电解液渗漏环节。重量更轻，减轻电池整体重量的同时方便运输。对于一个大型储能项目来说，使用塑料电极板，能降低项目成本，增加市场竞争能力。此外，碳塑复合材料极板可以通过改变材料的配方和制造工艺，适应不同种类和规格的液流电池制造，可以在较宽的范围内调节导电性，适应性很强。

塑料电极板的性能与成本

全矾液流电池对双极板性能有较高的要求，比如高导电性，高机械强度，耐腐蚀等等，而一味追求高性能也会使成本居高不下，无法满足产业化的需要。通常来说导电性能和机械强度二者相互制约，如何在保持复合材料强度的前提下尽量提高电性能，导电填料和聚合物比例和分布就显得至关重要。常规的导电复合极板导电物质会被聚合物包裹起来形成一个独立的区域，利用新的材料配方和工艺加入高含量的导电颗粒将孤立的导电区域连接起来形成完整的导电网络骨架，复合材料的导电性能很大程度上取决于聚合物和导电物质分散状况以及导电结构的形成情况，粒径较小的导电粒子更容易在高分子本体中均匀分散，通过充分混合填料以及优化导电组织结构，较低的导电填料含量不仅满足电堆导电性能的需求，同时具有较好的机械性能并大幅降低生产成本。

永远不要抛开成本谈性能。无论是金属电极板还是石墨电极板，在制备工艺和材料成本上都远高于塑料电极板。聚合物-碳素材料复合极板可以采用注塑、模压、挤出、压延等通用的塑料加工方式规模化批量化生产，成本不到石墨双极板的一半，具有极强的市场竞争力并显著的降低电池成本。拉伸强度和弯曲强度大于14mpa，电池压装时不易开裂，弥补了石墨电极板脆性大，机械性能差的缺点。可以根据不同的材质的板框选择PE或者PP材质塑料电极板，进行激光焊接，充分保证板材凭证无渗液现象。碳基复合双极板可以通过灵活性的设计带来更好的性能，未来还可通过制造改进降低长期成本。事实上聚合物导电板在钒电池上的应用，已经不是实验测试阶段，而是大规模的投入项目使用。

塑料聚合物导电板的研究方向

尽管塑料聚合物导电板有着机械强度高，耐腐蚀、成本低、重量轻、长寿命等优势，塑料电极板同样存在一些缺点，比如导电性能不如金属或者石墨电极板有效，也就意味着不能像金属电极那样储存更多的能量。此外为了获取更好的导电性能增加较多的导电物质，导致材料的力学性能下降严重，可以采用碳布材料作为增强骨架，平衡复合材料的纵向和横向受力，三明治型的双极板冲击强度，硬度和拉伸强度都得到大幅提升。 研究人员对VRFB的复合双极板进行大量研究以提高塑料电极的效率和降低成本，不增加导电填料的条件下将其导电性能最大化，并使其成为全矾液流电池的可行选择。