CN102013535A

CN102013535A - 超级混合蓄电池的制备方法

Info

Publication number: CN102013535A
Application number: CN2010105438283A
Authority: CN
Inventors: 薛奎网
Original assignee: JIANGSU SHUANGDE GROUP CO Ltd
Current assignee: JIANGSU SHUANGDE GROUP CO Ltd
Priority date: 2010-11-15
Filing date: 2010-11-15
Publication date: 2011-04-13

Abstract

本发明公开了一种超级混合蓄电池的制备方法，在铅酸蓄电池的制备过程中，在正极板制备时向正极活性材料中加入占正极活性材料质量5～10％的活性泡沫炭材料；在负极板制备时向负极活性材料中加入占负极活性材料质量5～8％的导电石墨和2～6％的活性泡沫炭材料后，再将负极活性材料在60～70℃下高温搅拌，进行渗碳处理；第三电极采用由多层玻璃纤维隔板内夹一层以上的抗穿刺隔膜组成的隔膜材料。本方法制作的超级混合蓄电池具有高性能，长寿命，低成本的特点。

Description

超级混合蓄电池的制备方法

技术领域

本发明涉及一种超级混合蓄电池制作方法，属于蓄电池技术领域。

背景技术

人类进入21世纪后，面临环境保护和资源节约两大挑战。工业与技术的进步带来了前所未有的文明的同时，也给人类的赖以生存的自然环境带来了严重破坏。自然资源中的化石能源(煤、石油、天然气)日趋枯竭，碳氧化物排量仍然严重，所谓“温室效应”改变了气候，因而人类的生存环境在恶化，资源在减少，这些问题，都需亟待解决。

铅酸电池经历数次重大技术改进，但性能并无多大突破，特别是低温下的放电性能、大电流放电性能及再充电性能远不及近年来发展的新型动力电池，如新型锂电池，超级电容器等。

锂电池技术近年来得到了发展，但其性能与稳定性，有待改进，特别是大容量锂电池安全性仍是难题。

发明内容

本发明的目的主要是克服现有技术的不足之处，提供一种新型适用大电流尖脉冲放电，具有超低温放电，超大功率放电性能的一种超级混合蓄电池用贮能方法。它由超级电容和蓄电池两个电装置复合在一起，即由一个对称或非对称性超级电容器的电极与铅酸蓄电池的电极复合为同一电极，组装在同一电池槽内，极板为双极性，具有电容和电池的双重特性，构成一个无需附加另外电控的复合储能装置，它具有高性能，长寿命，低成本的特点。

本发明的目的可以通过以下措施达到：

一种超级混合蓄电池的制备方法，在铅酸蓄电池的制备过程中，在正极板制备时向正极活性材料中再加入占正极活性材料质量5-10％的活性泡沫炭材料；在负极板制备时向负极活性材料中加入占负极活性材料质量5-8％的导电石墨和2-6％的活性泡沫炭材料后，再将负极活性材料在60-70℃下高温搅拌，进行渗碳处理；第三电极采用由多层玻璃纤维隔板内夹一层以上的抗穿刺隔膜组成的隔膜材料。

本发明的制备过程及方法基本同一般铅酸蓄电池的方法，只是在正负极板和隔膜材料上有变化。本发明向一般的正极活性材料中加入占正极活性材料总质量5～10wt％的活性泡沫炭材料。一般的正极活性材料的质量组成为：铅粉比例分别为78～90％，红丹5％～15％，丙纶纤维0.1％～0.4％，硫酸4％～10％，去离子水5％～12％(各组分之和为100％)；其中硫酸为密度为1.25～1.30g/ml。

本发明向一般的负极活性材料中加入占负极活性材料总质量5-8％的导电石墨和2-6％的活性泡沫炭材料。一般的负极活性材料的质量组成为：铅粉分别为89～98％，碳黑0.5％～3％，腐植酸0.5％～1％，木素0.5％～2％，硫酸为2％～9％，去离子水为4％～10％(各组分之和为100％)；其中硫酸为密度为1.25～1.30g/ml。

电极用板栅采用卷绕式或平板式结构，正板栅厚度为0.6-1.6mm，负板栅厚度为0.5-1.3mm。

其中玻璃纤维隔板的厚度为0.3-0.5mm，所述抗穿刺隔膜为厚度为0.05-0.1mm的微孔塑料隔膜。玻璃纤维隔板的多层是指两层以上；而抗穿刺隔膜优选采用一层或双层。

超级混合蓄电池的电液采用普通铅酸电池用硫酸，除上述提及的材料外，其他材料及制备过程同普通铅酸电池。

本方法制作的超级混合蓄电池具有高性能，长寿命，低成本的特点。本超级混合蓄电池制作方法，无需附加另外电控，在蓄电池充放电时起到电荷缓冲器和电荷存储器的作用，消除启动时大电流的尖脉冲放电，提高蓄电池组的整体输出功率，使电池电极间距减少，提高活性物质利用率，提高比能量和能量密度，节约社会资源，解决了超低温放电性能问题。

具体实施方式

超级混合蓄电池将超级电容器的正负电极与铅酸蓄电池的正负电极分别复合在一起，使电极具有双极性，通过焊接组装在同一电池槽内。在普通铅酸电池制备方法上，改进之处为：电极用板栅采用卷绕式或平板结构，正板栅厚度为0.6-1.6mm，负栅厚度为0.5-1.3mm，在正极活性材料中加入5-10％的活性泡沫炭材料；负极板中加入5％-8％的导电石墨和2％-6％的活性泡沫炭材料，在60-70℃温度下进行充分混合，进行渗碳处理，正、负电极材料中加入了超大表面积的活性泡沫炭材料，使极板具有电容性与电池性双重极性。第三电极为多层结构，由双层或多层玻璃纤维隔板内夹双层或多层微孔塑料抗穿刺膜。

按照上述工艺方法将超级电容器的电极与铅酸蓄电池的电极组装在同一电池槽内，制作的超级混合蓄电池，兼有电池特性又有电容特性，利用电容特性在放电时以移动储存的电荷失去电子提供电流，又利用电池特性提供电化学反应产生的能量。

实施例1、10AH超级蓄电池样品制作方法

板栅采用卷绕结构，正板栅厚度为0.6-1.6mm。，负栅厚度为0.5-1.6mm，在普通铅酸蓄电池的正极配方(铅粉80wt％，红丹10％，丙纶纤维0.2％，1.30g/ml硫酸4％，去离子水5.8％)中加入占正极活性材料总质量6％的活性碳材料，在负极板活性材料(铅粉91％，碳黑0.6％，腐植酸0.7％，木素0.7％，1.25硫酸为2％，去离子水5％)中加入占负极板活性材料总质量4％的活性炭，进行表面高温渗碳处理。第三电极采用多层结构，由两层0.3mm厚的玻璃纤维隔板内夹两层0.1mm厚的微孔塑料抗穿刺隔膜。将制作的电极组通过焊接组装，放入电池壳中，注入密度为1.25-1.28g/cm3的硫酸电液，进行充电化成，样品电池制作完成。

将按上述方法制作的10AH超级蓄电池样品3只，与3只磷酸铁锂电池10AH电池，同时进行相关性能检测，试验结果如下：

1、实施例1电池的重量比能量高出3倍以上。

2、实施例1电池的输出电压高，单节最高输出电压可达220V。

3、实施例1电池的耐老化性能好，基本不老化；而锂离子电池的锂离子随着充放电会逐步从电极流失，容量逐渐下降。

4、实施例1电池的安全性好，基本不放热；而锂电池，由于充放电是化学反应，放热剧烈。

5、实施例1电池的充电效率高，达95％，而锂电只有60％左右。

6、实施例1电池的循环寿命长，循环寿命达10000次，是锂电池的5-10倍以上。

Claims

1.一种超级混合蓄电池的制备方法，其特征在于在铅酸蓄电池的制备过程中，在正极板制备时向正极活性材料中加入占正极活性材料质量5～10％的活性泡沫炭材料；在负极板制备时向负极活性材料中加入占负极活性材料质量5～8％的导电石墨和2～6％的活性泡沫炭材料后，再将负极活性材料在60～70℃下高温搅拌，进行渗碳处理；第三电极采用由多层玻璃纤维隔板内夹一层以上的抗穿刺隔膜组成的隔膜材料。

2.根据权利要求1所述的超级混合蓄电池的制备方法，其特征在于所述正极活性材料的质量组成为：铅粉78～90％，红丹5％～15％，丙纶纤维0.1％～0.4％，硫酸为4％～10％，去离子水为5％～12％。

3.根据权利要求1所述的超级混合蓄电池的制备方法，其特征在于所述负极活性材料的质量组成为：铅粉89～98％，碳黑0.5％～3％，腐植酸0.5％～1％，木素0.5％～2％，硫酸2％～9％；去离子水4％～10％。

4.根据权利要求1所述的超级混合蓄电池的制备方法，其特征在于所述玻璃纤维隔板的厚度为0.3-0.5mm，所述抗穿刺隔膜为厚度为0.05-0.1mm的微孔塑料隔膜。

5.根据权利要求1所述的超级混合蓄电池的制备方法，其特征在于所述电极用板栅采用卷绕式或平板式结构，正板栅厚度为0.6-1.6mm，负板栅厚度为0.5-1.3mm。