CN102324498B - 一种碳铅薄膜动力电池 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种碳铅薄膜动力电池，包括正极桩头1、正极连接条2、电解质饱和隔膜4、电池壳5、安全阀6、桩头密封套7、负极桩头8、负极连接条9、多微孔薄膜多微孔薄膜正极片3和多微孔薄膜多微孔薄膜负极片10，所述的多微孔薄膜多微孔薄膜正极片和多微孔薄膜多微孔薄膜负极片由多微孔薄膜分别和多微孔薄膜正极片、多微孔薄膜负极片焊接而成，所述多微孔薄膜由短碳纤维、纳米碳粉、氧化铅粉混合而成。本发明采用碳铅共混技术，制成电阻率很小的多微孔碳铅薄膜极片，以此大幅度提高活性物质利用率，从而提高电池的比能量、比功率和使用寿命。

Description

一种碳铅薄膜动力电池
技术领域
本发明涉及蓄电池领域，特别是一种碳铅薄膜动力电池。
背景技术
铅酸电池是一种电极主要由铅及其氧化物制成，电解液是硫酸溶液的蓄电池。铅酸电池荷电状态下，正极主要成分为二氧化铅，负极主要成分为铅；放电状态下，正负极的主要成分均为硫酸铅。
目前，现有技术铅酸电池的极板由铅合金铸造的板栅和以氧化铅粉为住的活性物质制成，这种极板厚度大，一般在2mm以上，活性物质和板栅的结合面积很小而且电阻大，导致其活性物质的利用率只有30%左右，使得现有技术的铅酸电池比能量只有35Wh/kg，比功率只有100W/kg，循环使用寿命只有150次左右，完全不能满足电动汽车产业化的需要。
发明内容
本发明的目的是：采用碳铅共混技术，制成电阻率很小的多微孔碳铅薄膜极片，以此大幅度提高活性物质利用率，从而提高电池的比能量、比功率和使用寿命。
本发明是通过以下方式实现的：首先，按材料的重量，取短碳纤维、纳米碳粉、氧化铅粉，加入和膏机中搅拌，使3种材料充分混合后，加入聚四氟乙烯乳液，继续搅拌制成膏状活性物质。然后将膏状活性物质投入压带机供料桶，压制成厚度0.5mm的多微孔薄膜，宽度根据产品的需要设定。将压好的多微孔薄膜裁切成与正负极片极耳相对应的尺寸，用超声波焊机将其焊接牢固。
其次，制备电解质饱和薄膜：对超细玻璃纤维隔膜进行裁切，其大小与正负极片尺寸相同，之后浸入硫酸溶液中，使其充分吸收硫酸溶液，达到饱和状态。
再次，将多微孔薄膜正、负极片，按一片多微孔薄膜正极片、一片电解质饱和隔膜、一片多微孔薄膜负极片的顺序叠成叠片，叠片时应该把多微孔薄膜正极片和多微孔薄膜负极片的极耳对称叠放，叠片的数量按电池容量需要确定，将叠片压紧，用电阻焊机把多微孔薄膜正极片和多微孔薄膜负极片的极耳与正极连接条、负极连接条分别焊接，然后用电阻焊机将正极桩头焊接在正极连接条上，将负极桩头焊接在负极连接条上。制成电池极群。
最后，将制作好的极群，按常规方法，安装与电池中。
本发明的有益效果是：制成的碳铅薄膜动力电池具有比能量高、比功率大、循环寿命长、所有材料可以回收利用的优点。经试验，该电池的比能量达到60Wh/kg以上，比镍氢电池高30%；比功率达到500Wh/kg，比锂电池高50%；循环使用寿命达到1000次以上，远远超过镍氢电池和锂电池，而该电池的生产成本仅为镍氢电池的40%、锂电池的20%，同时该电池耐电滥用和物理滥用，没有起火、燃烧、爆炸的可能。
附图说明
图1是本发明结构示意图。
具体实施方式
本发明通过以下方式实现。
实施例
1.多微孔薄膜正极片3和多微孔薄膜负极片10的组装：第一步，配制活性物质，按材料的重量，称取直径0.01mm、长度1.5mm的短碳纤维5%、纳米碳粉2%、氧化铅粉93%，加入和膏机中搅拌30分钟，使3种材料充分混合后，按3中材料合计重量的3%加入聚四氟乙烯乳液，继续搅拌15分钟，制成膏状活性物质。第二步，压带，将膏状活性物质投入压带机供料桶，压制成厚度0.5mm的多微孔薄膜，宽度根据产品的需要设定。第三步，制片，将压好的多微孔薄膜裁切成与正、负极片极耳相对应的尺寸，用超声波焊机将其焊接牢固。
2.电解质饱和薄膜制作：对超细玻璃纤维隔膜进行裁切，其大小与正、负极片尺寸相同，之后浸入40%硫酸溶液中15分钟，使其充分吸收硫酸溶液，达到饱和状态。
3.制作极群：将焊接有多微孔薄膜的正、负极片，按一片多微孔薄膜正极片、一片电解质饱和隔膜、一片多微孔薄膜负极片的顺序叠成叠片，叠片时应该把多微孔薄膜正极片和多微孔薄膜负极片的极耳对称叠放，叠片的数量按电池容量需要确定，之后用每平方厘米2kg的压力，将叠片压紧，用电阻焊机把多微孔薄膜正极片和多微孔薄膜负极片与正极连接条、负极连接条分别焊接，然后用电阻焊机将正极桩头焊接在正极连接条上，将负极桩头焊接在负极连接条上。
4. 将制作好的极群，按常规方法，安装与电池中。

Claims (9)

1.一种碳铅薄膜动力电池，包括正极桩头（1）、正极连接条（2）、电解质饱和隔膜（4）、电池壳（5）、安全阀（6）、桩头密封套（7）、负极桩头（8）、负极连接条（9）、多微孔薄膜正极片（3）和多微孔薄膜负极片（10），其特征在于，所述的多微孔薄膜正极片和多微孔薄膜负极片由多微孔薄膜分别和正极片、负极片连接而成，所述多微孔薄膜的主体材料为短碳纤维、纳米碳粉、氧化铅粉，粘合材料为聚四氟乙烯乳液。
2.根据权利要求1所述电池，其特征在于，所述多微孔薄膜多微孔薄膜正极片、多微孔薄膜负极片和电解质饱和隔膜按多微孔薄膜正极片、电解质饱和隔膜、多微孔薄膜负极片的顺序叠放一起形成叠片，且多微孔薄膜正极片、多微孔薄膜负极片的极耳对称叠放。
3.根据权利要求2所述电池，其特征在于，所述多微孔薄膜正极片与正极连接条焊接，正极连接条与正极桩头焊接，所述多微孔薄膜负极片与负极连接条焊接，负极连结条与负极桩头焊接。
4.根据权利要求1所述电池，其特征在于，电解质饱和隔膜由厚度1mm的超细玻璃纤维隔膜经过裁切和硫酸浸泡后制得。
5.根据权利要求4所述电池，其特征在于，所述超细玻璃纤维隔膜裁切尺寸与多微孔薄膜正、负极片相同。
6.根据权利要求1所述电池，其特征在于，所述短碳纤维直径为0.01mm，长度1.5mm。
7.根据权利要求1所述电池，其特征在于，所述多微孔薄膜的主体材料混合比重为短碳纤维5%，纳米碳粉2%，氧化铅粉93%。
8.根据权利要求7所述电池，其特征在于，所述多微孔薄膜的粘合材料比重主体材料总重的3%。
9.根据权利要求1所述电池，其特征在于，所述多微孔薄膜正极片和多微孔薄膜负极片的制作过程如下：
S1将短碳纤维、纳米碳粉、氧化铅粉加入和膏机搅拌30分钟，然后加入聚四氟乙烯乳液，继续搅拌15分钟，制成膏状活性物质；
S2将膏状活性物质碾压成连续带状厚度0.5mm的薄膜；
S3将薄膜与多微孔薄膜正、负极片极耳焊接。
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