CN1426125A - 环保型聚合物高容量固态蓄电池 - Google Patents

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Abstract

一种环保型聚合物高容量固态蓄电池，由蓄电池外壳、壳盖、聚合物正、负极电极板、纳米纤维隔膜、复合型电解质组成。将正极电极板与负极电极板用纳米纤维隔膜隔开，装入电池外壳内，并将正负极电极板分别串联，灌装适量电解质，正负电极分别接上充放电用的导线，即装配成一个单体电池，将单体电池串联成额定容量的蓄电池。解决了目前最常用的铅酸蓄电池及其他液体蓄电池因电解质的池漏和隔膜电阻大，造成蓄电池电解液因池漏而腐蚀部件和电池容量低的问题。

Description

环保型聚合物高容量固态蓄电池
绿色环保型新能源，是当今世界本技术领域科学家门追求的热门课题，也是人类向往的一项高新技术，而环保型高容量蓄电池技术就是其中之一，它涉及到很多科技领域的广泛应用，当今电动汽车的技术突破瓶颈就涉及到高容量蓄电池的技术问题。
一、本发明的目的是提供一种高容量、长寿命、成本低，对环保无污染、制造简单，体形轻巧的高容量聚合物蓄电池，因此环保型聚合物高容量固态蓄电池具有如下新颖性的先进特征：1、采用了目前材料领域中最先进的纳米材料技术，由聚苯胺纳米粒子电池材料制成高容量正极活性物质；采用锌钠米粒子电池材料制成高容量负极活性物质。2、采用了高吸液性高耐电化学腐蚀纳米纤维材料，制成高电化学性的正负电极板隔膜。3、采用了复合型高电化学性电解质。二、环保型聚合物高容量固态蓄电池由于有其独创的上述新颖先进特征，从而可达到解决目前蓄电池常见的如下技术难题：1、由于采用了聚苯胺纳米粒子材料作为正极活性物质，和锌纳米粒子作为负极活性物质，且由聚乙烯镀金属膜的材料作为正负极电极板集流体，因而解决了蓄电池高容量的技术难题。环保型聚合物高容量固态蓄电池将是高容量蓄电池的代表产品，其容量比现有的铅酸蓄电池容量最少高2-3倍，耐电化学性能高3倍以上，循环寿命长达3年以上。2、由于采用了高吸液性纳米纤维材料隔膜和复合型电解质，解决了目前最常用的铅酸蓄电池及其他液体蓄电池因电解质的池漏和隔膜电阻大，造成蓄电池电解液因池漏而腐蚀部件和电池容量低的问题。3、由于采用了上述资源丰富，价格便宜的材料，使得环保型聚合物高容量固态蓄电池在制造成本上与目前市场最常用最广泛占领市场份额最大的铅酸蓄电池相媲美，而在环保性能上远好于铅酸污染环保的蓄电池，其容量与目前容量最高的锂离子二次蓄电池相当，而价格远低于锂离子蓄电子，
所以说环保型聚合物高容量固态蓄电池可能成为蓄电池最具有新颖先进创新性的代表产品和技术。三、环保型聚合物高容量固态蓄电池是通过如下技术实现的：1、正负极电极板的制备(1)正极活性物质：
聚苯胺纳米粒子80g，聚乙炔10g，聚四氟乙烯乳液10g，高纯水20ml，将三种材料混匀，再加入高纯水，研磨3小时，制成正极活性物质。(2)负极活性物质：
锌纳米粒子90g，聚苯胺纳米粒子2g，乙炔黑2g，聚四氟乙烯乳液10g，高纯水20ml，将四种材料混匀，加入高纯水研磨3小时，制成负极活性物质。(3)正极集流体：
6目聚乙烯塑料网镀0.03mm厚的银层，再镀0.07mm厚的铅层，制成导电塑料正极集流体。(4)正极电极板：
将正极活性物质均匀涂布于正极集流体上，再在10MPa压力下，压制成高60mm×宽40mm×厚0.6mm厚的正极电极板，再在60℃下干燥72小时。(5)负极集流体：
6目聚乙烯塑料网先镀0.07mm厚的铅层，再镀0.03mm厚的锌层，制成导电塑料负极集流体。(6)负极电极板：
将制成的负极活性物质均匀涂布于负极集流体上，再在10MPa压力下，压制成高60mm×宽40mm×厚0.4mm的负极电极板，再在60℃干燥72小时。2、纳米纤维隔膜的制备：
聚乙烯醇40g、硫酸锌80g、高氯酸锂10g、高纯水400ml，将硫酸锌、高氯酸锂先溶于高纯水中，再加入聚四氟乙烯纤维、聚乙烯醇，溶解成胶体状物后，超声波反应8小时后，均匀涂布于60目聚乙烯网，碾压成型为0.5mm厚，裁剪成高68mm×宽48mm的隔膜，在80℃下干燥24小时。3、复合型电解质的制备：
硫酸锌80g、高氯酸锂20g、高纯水400ml，将硫酸锌、高氯酸锂溶于高纯水中，即成复合型电解质。4、环保型聚合物高容量蓄电池装配：
环保型聚合物高容量蓄电池，由电池外壳、壳盖、聚合物正负极电极板、纳米纤维隔膜、复合型电解质组成。装配程序：
A、将外壳清洗干净，除去油污，再经热风干燥备用。
B、将正极电极板与负极电极板用纳米纤维隔膜隔开，按不同容量需要组装适量正负极电极板，并用适量压力压紧(约0.2MPa)，再装入电池壳内，并将正负极电极板分别串联，灌装适量电解质(以电池在24小时内不再吸液为准)。5、正负电极分别接上充放电用的导线，即装配成一个单体电池，根据需要将单体电池串联成额定容量的环保型聚合物高容量蓄电池。

Claims (6)

1、一种环保型聚合物高容量固态蓄电池，由蓄电池外壳、壳盖、聚合物正、负极电极板、纳米纤维隔膜、复合型电解质组成，其特征在于：壳内装入聚合物正负极电极板，正负极电极板用纳米纤维隔膜隔离，正极与正极串连，负极与负极串连，并灌装复合型电解质，组成一个单体蓄电池。
2、根据权利要求1所述的环保型聚合物高容量固态蓄电池，其特征在于聚合物正极活性物质制作技术：
聚苯胺纳米粒子80g，聚乙炔10g，聚四氟乙烯乳液10g，高纯水20ml，将三种材料混匀，再加入高纯水，研磨3小时，制成正极活性物质。
3、根据权利要求1所述的环保型聚合物高容量固态蓄电池，其特征在于负极活性物质的制作技术：
锌纳米粒子90g、聚苯胺纳米粒子2g、乙炔黑2g，聚四氟乙烯乳液10g，高纯水20ml，将四种材料混匀，加入高纯水研磨3小时，制成负极活性物质。
4、根据权利要求1所述的环保型聚合物高容量固态蓄电池，其特征在于正负极电极板的制作技术：
6目聚乙烯塑料网镀0.03mm的厚银层，再镀0.07mm厚的铅层，制成导电塑料正极集流体；将制成的正极活性物质均匀涂布于正极集流体上，再在10MPa压力下，压制成高60mm×宽40mm×厚0.6mm的正极电极板，再在60℃下干燥72小时；用6目聚乙烯塑料网先镀0.07mm厚的铅层，再镀0.03mm厚的锌层，制成导电塑料负极集流体；将制成的负极活性物质均匀涂布于负极集流体上，再在10MPa压力下，压制成高60mm×宽40mm×厚0.4mm的负极电极板，再在60℃干燥72小时。
5、根据权利要求1所述的环保型聚合物高容量固态蓄电池，其特征在于纳米纤维隔膜的制作技术：
聚乙烯醇40g、硫酸锌80g、高氯酸锂10g高纯水400ml，将硫酸锌、高氯酸锂溶于纯水中，再加入聚四氟乙烯纤维、聚乙烯醇，溶解成胶体状物后，超声波反应8小时，均匀涂布于60目聚乙烯网，碾压成型为0.5mm厚的膜，裁剪成高68mm×宽48mm的隔膜，在80℃下干燥24小时。
6、根据权利要求1所述的环保型聚合物高容量固态蓄电池，其特征在于复合型电解质的制作技术：
硫酸锌80g、高氯酸锂20g、高纯水400ml，将硫酸锌、高氯酸锂溶于高纯水中，即成复合型电解质。
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