CN101123139B - 一种超级蓄电池用双性极板 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电池材料，一种超级蓄电池用双性极板，它包括双性正极板和双性负极板，该双性极板本身具有电池性与电容性，既可作为非对称超级电容器的电极，又能作为电池的极板，这种双性正极板和双性负极板经组装后成为一种高效率蓄电池。使用双性极板制作的超级蓄电池其性能指标远远高于现有的蓄电池。在大电流放电性能上，超级蓄电池可以5C放电，而现有技术只能2C放电；在充电性能上超级蓄电池可以在4～5小时充入90％以上，而现有技术充入90％以上需耗时10～12小时；在寿命方面，超级蓄电池寿命2年以上，而现有技术仅有1年左右；在成本上，超级蓄电池比锂电池低20～40％，与传统铅酸电池持平。
Description
技术领域
本发明涉及蓄电池的极板，特别是一种超级蓄电池用双性极板。
背景技术
目前作为电源的有锂电池、镍氢、燃料电池及最为常用的铅酸电池，它们各有优势，各有缺点，相对而言，铅酸电池由于技术成熟，价格较低而易于普及，铅酸动力电池被广泛作为电动自行车，电动摩托车与混合动力电动汽车的动力源，有着广阔的发展前景。但现有的蓄电池在性能水平不高，再加上铅价猛涨，从性能、从价格上讲都失去了优势。
发明内容
本发明的目的在于提供一种超级蓄电池用双性极板。
本发明的目的是通过如下途径实现的：一种超级蓄电池用双性极板，它包括双性正极板和双性负极板，双性正极板的配方是在二氧化铅含量为80～85％的蓄电池正极板的原配方基础上，再加入相当于原配方中铅重量0.0001～0.0008％的氧化银Ag2O及0.0008～0.001％的氧化铷；双性负极板的配方是在现有蓄电池负极板的原配方中加入相当于原配方中铅重量0.1～0.6％的乙炔黑及0.5～0.8％的碳纤维。
所述的现有蓄电池正极板的原配方按重量百分比其组分间的比例为铅∶锡∶二氧化硅∶石墨等于1∶0.0001～0.001∶0.00003～0.0015∶0.003～0.006；所述的现有蓄电池负极板的原配方按重量百分比其组分间的比例为铅∶硫酸钡∶腐植酸∶木素∶硬脂酸等于1∶0.6～1.2∶0.2～0.6∶0.1～0.5∶0.2～0.5。
所述的双性正极板的配方按重量百分比其组分间的比例为铅∶锡∶二氧化硅∶石墨∶氧化银∶氧化铷等于1∶0.0001～0.001∶0.00003～0.0015∶0.003～0.006∶0.0001～0.0008∶0.0008～0.001；所述的现有蓄电池负极板的原配方按重量百分比其组分间的比例为铅∶硫酸钡∶腐植酸∶木素∶硬脂酸∶乙炔黑∶碳纤维等于1∶0.6～1.2∶0.2～0.6∶0.1～0.5∶0.2～0.5∶0.1～0.6∶0.5～0.8。
双性正、负极板的制作工艺是将制作材料按比例在60～65℃进行和膏，再在50～65℃、相对湿度为85～95％的条件下进行时间不少于48小时的固化，固化后成生正、负极板，将生双性正、负极板放入电解液中化成，化成后即得成品双性正、负极板。
在生双性负极板化成的过程中，在电解液中加入相当于电解液量0.05～0.12％的胶状纳米碳。
超级蓄电池(UltraBatteries)是一种最新的电池种类，它是将一个非对称超级电容器的电极与电池电极装配在同一个电槽内，构成为一种毋需附加另外电控的混合储能装置，其非对称超级电容器不仅出力(功)高，而且在蓄电池充电与放电时会起着一种电荷缓冲器与电荷寄存器的作用。因此这种超级蓄电池特别适合车辆在加速与刹车时能够快速提供电荷与快速吸收电荷，对延长电池寿命极为有利。
本发明公开的是一种超级蓄电池用双性极板，该双性极板本身具有电池性与电容性，既可作为非对称超级电容器的电极，又能作为电池的极板，故称为双性极板，它包括双性正极板和双性负极板。使用双性极板制作的超级蓄电池其性能指标远远高于现有的蓄电池。在大电流放电性能上，超级蓄电池可以5C放电，而现有技术只能2C放电；在充电性能上超级蓄电池可以在4～5小时充入90％以上，而现有技术充入90％以上需耗时10-12小时；在寿命方面，超级蓄电池寿命2年以上，而现有技术仅有1年左右；在成本上，超级蓄电池比镍氢电池低20-40％，与传统铅酸电池持平。
具体实施方式
本发明一种超级蓄电池用双性极板它包括双性正极板和双性负极板，所述的双性正极板和双性负极板可以在原配方满足一定成份比例要求的条件下新添加有关成份实现。具体来说，本发明中的双性正极板配方是在现有蓄电池正极板能满足二氧化铅含量为80～85％的条件下，在现有蓄电池正极板原配方中加入相当原配方铅重量0.0001～0.0008％的氧化银Ag2O及0.0008～0.001％的氧化铷；双性负极板的配方是在现有蓄电池负极板的原配方中加入原配方中铅重量的0.1～0.6％的乙炔黑及0.5～0.8％的碳纤维。所述的现有蓄电池正极板的原配方按重量百分比其组分间的比例为铅∶锡∶二氧化硅∶石墨等于1∶0.0001～0.001∶0.00003～0.0015∶0.003～0.006；所述的现有蓄电池负极板的原配方按重量百分比其组分间的比例为铅∶硫酸钡∶腐植酸∶木素∶硬脂酸等于1∶0.6～1.2∶0.2～0.6∶0.1～0.5∶0.2～0.5。
双性正极板的制作工艺是将制作材料按比例在60～65℃进行和膏，再在50～65℃、相对湿度为85～95％的条件下进行时间不少于48小时的固化，固化后成生正极板，将生双性正极板放入电解液中化成，化成后即得成品双性正极板。双性负极板的制作工艺是将制作材料按比例在60～65℃进行和膏，再在50～65℃、相对湿度为85～95％的条件下进行时间不少于48小时的固化，固化后成生负极板，将生双性负极板放入电解液中化成，在电解液中加入相当于电解液量0.05～0.12％的胶状纳米碳，在化成电液中添胶状纳米碳，加速表面碳膜的形成，化成时将碳渗至极板表面，最终形成为碳包铅的结构，化成后即得成品双性负极板。
所述的双性正极板的配方按重量百分比其组分间的比例为铅∶锡∶二氧化硅∶石墨∶氧化银∶氧化铷等于1∶0.0001～0.001∶0.00003～0.0015∶0.003～0.006∶0.0001～0.0008∶0.0008～0.001；所述的现有蓄电池负极板的原配方按重量百分比其组分间的比例为铅∶硫酸钡∶腐植酸∶木素∶硬脂酸∶乙炔黑∶碳纤维等于1∶0.6～1.2∶0.2～0.6∶0.1～0.5∶0.2～0.5∶0.1～0.6∶0.5～0.8。配方中所提及的新加入材料具有以下特性：氧化铷在电容器领域中是一种常规的电极材料，它具备金属氧化物的特性，被普遍用于制作电极。氧化银可瞬间储留静电荷，快速释放静电荷，氧化银的成本也较氧化铷低，非常适合于制作电极。正极板中加入氧化铷、氧化银，它的作用是在瞬间聚集和贮留大量负电荷(静电双电层作用)。乙炔黑系无定型碳，由乙炔(HC≡CH)脱氢而成，其导电性优异。碳纤维系高纯度物质，导电性好，又是静电荷储留释放的优异材料。负极板加入乙炔黑、碳纤维的作用是在极板表面形成碳膜，起着非对称性超级电容器的负电极作用，能在瞬间聚集和贮留大量正电荷(静电双电层作用)。
实施例一：
双性正极板的制作工艺：首先取铅粉100公斤、锡粉80克、二氧化硅粉120克、石墨500克、氧化银20克、氧化铷100克，将上述原料在60℃进行和膏，再在63℃、相对湿度为92％的条件下进行时间不少于48小时的固化，固化后成生正极板，将生双性正极板放入电解液中化成，化成后即得成品双性正极板。
双性负极板的制作工艺：首先取铅粉100公斤、硫酸钡0.7公斤、腐植酸0.5公斤、木素0.4公斤、硬脂酸0.4公斤、乙炔黑0.6公斤、碳纤维0.7公斤，将上述原料在64℃进行和膏，再在60℃、相对湿度为90％的条件下进行时间不少于48小时的固化，固化后成生负极板，将生双性负极板放入电解液中化成，在电解液中加入相当于电解液量0.12％的胶状纳米碳，化成后即得成品双性负极板。
实施例二：
双性正极板的制作工艺：首先取铅粉100公斤、锡粉95克、二氧化硅粉230克、石墨600克、氧化银20克、氧化铷100克，将上述原料在60℃进行和膏，再在50℃、相对湿度为80％的条件下进行时间不少于48小时的固化，固化后成生正极板，将生双性正极板放入电解液中化成，化成后即得成品双性正极板。
双性负极板的制作工艺：首先取铅粉100公斤、硫酸钡1公斤、腐植酸0.3公斤、木素0.5公斤、硬脂酸0.3公斤、乙炔黑0.5公斤、碳纤维0.8公斤，将上述原料在65℃进行和膏，再在65℃、相对湿度为95％的条件下进行时间不少于48小时的固化，固化后成生负极板，将生双性负极板放入电解液中化成，在电解液中加入相当于电解液量0.05％的胶状纳米碳，化成后即得成品双性负极板。
Claims (3)
1.一种超级蓄电池用双性极板，它包括双性正极板和双性负极板，其特征在于：双性正极板的配方是在二氧化铅含量为80～85％的蓄电池正极板的原配方基础上，再加入相当于原配方中铅重量0.0001～0.0008％的氧化银Ag2O及0.0008～0.001％的氧化铷，所述的二氧化铅含量为80～85％的蓄电池正极板的原配方按重量百分比其组分间的比例为铅∶锡∶二氧化硅∶石墨等于1∶0.0001～0.001∶0.00003～0.0015∶0.003～0.006；双性负极板的配方是在现有蓄电池负极板的原配方中加入相当于原配方中铅重量0.1～0.6％的乙炔黑及0.5～0.8％的碳纤维，所述的现有蓄电池负极板的原配方按重量百分比其组分间的比例为铅∶硫酸钡∶腐植酸∶木素∶硬脂酸等于1∶0.6～1.2∶0.2～0.6∶0.1～0.5∶0.2～0.5。
2.如权利要求1所述的一种超级蓄电池用双性极板，其特征在于：双性正、负极板的制作工艺是将制作材料按比例在60～65℃进行和膏，再在50～65℃、相对湿度为85～95％的条件下进行时间不少于48小时的固化，固化后成生正、负极板，将生双性正、负极板放入电解液中化成，化成后即得双性正、负极板成品。
3.如权利要求2所述的一种超级蓄电池用双性极板，其特征在于：在生双性负极板化成的过程中，在电解液中加入相当于电解液量0.05～0.12％的胶状纳米碳。
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Legal Events
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Assignee: Zhuzhou TITAN Power Tech Co.,Ltd. Assignor: Li Zhongqi Contract record no.: 2010430000178 Denomination of invention: A dual pole plate for super accumulator Granted publication date: 20101103 License type: Exclusive License Open date: 20080213 Record date: 20101201 |
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| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: HUNAN ANSHENG BATTERY CO., LTD. Free format text: FORMER OWNER: LI ZHONGQI Effective date: 20130606 |
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Free format text: CORRECT: ADDRESS; FROM: 411100 XIANGTAN, HUNAN PROVINCE TO: 419200 HUAIHUA, HUNAN PROVINCE |
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Effective date of registration: 20130606 Address after: The 419200 Xinhuang bay tree village Tun Xiang Fang County of Hunan Province Patentee after: HUNAN ANSHENG BATTERY CO., LTD. Address before: 411100 Department of Neurology, Second People's Hospital of Hunan, Xiangtan Province, Li Xiaoyu Patentee before: Li Zhongqi |
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Granted publication date: 20101103 Termination date: 20150929 |
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