聚合物塑料电极板是全矾液流电池中的关键组成部分之一。它具有隔离正负电解液的功能，并且能够建立阴阳两极之间的电流通路。聚合物导电板可以与石墨毡电极结合，形成一体化的复合极板材料，以实现良好的电化学和力学性能。
目前，双极板所采用的复合导电塑料是由碳系导电物质和高分子材料混合制备而成的，经过添加阻滞剂和脱模剂等处理。常用的高分子树脂包括PP、PE、PVDF、CPE、PVC等，而常见的导电填料则包括石墨、炭黑和金属粉末等物质。
01. 塑料电极板的优势
传统钒电池电极板主要采用石墨材质，虽然具有导电性好、电阻率低和致密度高等优点，但制造成本高且材料脆性大。
在全钒液流电池的电堆装配过程中，对极板材料的耐压性能要求很高，而石墨双极板容易出现变形或碎裂的现象，导致电池电解液渗漏和容量衰减，甚至安全事故。
为了改进这一问题，采用导电塑料双极板替代石墨双极板是一种改进方法。导电塑料双极板在碳系材料中加入一部分聚合物混合，显著提高了双极板的拉伸强度和折弯强度，并降低了成本。
聚合物导电板具有较好的耐腐蚀性能，适应性更强，可与导流框板焊接，无需使用密封圈装配以防止渗漏。塑料电极板重量轻，可减轻整体电池重量并方便运输。对于大型储能项目而言，采用塑料电极板可以降低项目成本，增加市场竞争力。
碳塑复合材料电极板可以通过改变材料配方和制造工艺，适应不同种类和规格的液流电池制造，具有较强的适应性。
02. 塑料电极板的性能与成本
全矾液流电池对双极板性能具有高要求，包括高导电性、高机械强度和耐腐蚀性等。然而，过于追求高性能会导致成本居高不下，无法满足产业化需求。在保持复合材料强度的前提下，如何尽量提高电性能是关键，导电填料和聚合物比例和分布的选择变得非常重要。
传统的导电复合极板中，导电物质常常被聚合物包裹形成独立区域。然而，采用新的材料配方和工艺，加入高含量的导电颗粒，可以将这些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在很大程度上取决于聚合物和导电物质的分散状态以及导电结构的形成情况。较小粒径的导电粒子更容易在高分子基体中均匀分散。通过充分混合填料和优化导电组织结构，可以以较低的导电填料含量满足电堆的导电性能要求，同时具备良好的机械性能并大幅降低生产成本。
在评估性能时，成本因素不能被忽视。金属电极板和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-碳素复合极板可以采用注塑、模压、挤出、压延等常用的塑料加工方式进行规模化批量生产，成本不到石墨双极板的一半，具备强大的市场竞争力，并显著降低电池成本。
复合极板的拉伸强度和弯曲强度均大于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。根据不同材质的板框选择PE或PP材质的塑料电极板，并进行激光焊接，可充分确保板材的密封性，避免渗液现象。碳基复合双极板的设计具有灵活性，可提供更好的性能，并通过制造改进来降低长期成本。
事实上，聚合物导电板已经成功应用于钒电池，不再处于实验测试阶段，而是大规模投入项目使用的阶段。
03. 塑料聚合物导电板的研究方向
虽然塑料电极板具有机械强度高、耐腐蚀、成本低、重量轻和长寿命等优势，但与金属或石墨电极板相比，其导电性能存在一定的局限性，因此无法像金属电极那样实现更高能量的储存。
为了解决这个问题，一种方法是增加导电填料的含量，但这会导致材料的力学性能严重下降。为了平衡复合材料的纵向和横向受力，可以采用碳布材料作为增强骨架，形成三明治型的双极板结构。这种结构可以显著提升复合材料的冲击强度、硬度和拉伸强度。
研究人员在VRFB（全矾液流电池）的复合双极板方面进行了大量研究，旨在提高塑料电极的效率并降低成本。他们尝试在不增加导电填料的条件下最大化导电性能，使塑料电极板成为全矾液流电池的可行选择。
