環保型氣體淨化固態蓄電池的製作方法
2023-07-10 22:37:31
專利名稱：環保型氣體淨化固態蓄電池的製作方法
一百多年來鉛酸蓄電池已是家喻戶曉沿用至今的傳統產品，但是也存在一些對環境保護令人頭痛的酸霧和液體硫酸洩漏造成腐蝕的汙染性。
近年代各種新型固體鉛酸蓄電池也不斷湧現，但仍存在不少問題有待解決。電解質以硫酸為主要成份，加入固化劑矽酸，或加入添加劑成為兩性物質，即呈酸性時成為H4SiO4，鹼性時成為Si(OH)4當在同一類型的蓄電池中以膠體電解質代替H2SO4液態電解質時，其容量下降至常規蓄電池的50％-80％。由於單分子矽酸為不帶電的中性分子，表面積很小。這種單分子矽酸極不穩定，氧不能完全複合，水份損失較大，後期容量下降較快，高倍率及低溫電性能差，壽命短，不適應深放電循環使用。
本發明技術與現有國內外先進技術相比較具有如下特點一、本發明技術採用一種經特殊處理後的金屬與有機電子導電聚合物複合而成電池的正、負電極，由正負電極和複合型碳元素微粒多元超強酸固態電解質，及氣體淨化濾膜構成電池，電池體積小重量輕。由於固態電解質對電極有緊裝配作用，大電流放電容量及電壓性能優良，因此電極抗震性能好，使用壽命長。
二、蓄電池內上端有氣體淨化濾膜覆蓋，當蓄電池內排出汙染性氣體時，氣體經淨化濾膜過濾後，得到淨化，從而對空氣無汙染性。
三、本發明的固態電解質是由複合型碳元素多孔微粒材料吸附多無超強酸後而成，因此具有如下優異性能1、比表面積大，能抑制的析出，提高氧還原能力，改善氣體再化合效果。
2、提高了活性物質的利用率，在蓄電池中，可改善正極活性物質的電導率、當電池充放電時，固態電解質中的電化溶融部分進入正極板活性物質參與電化學反應，並隨著充放電反應的進行，溶融部分發生排出與進入從而使活性物質孔隙率增大，電池容量增加，同時能使活性物質與板柵以及活性物質顆粒之間的結合力，防止活性物質粉化和脫落，而且抑制板柵的電化腐蝕，從而延長了電極的使用壽命。
3、本發明的固態電解質的導電性比一般傳統的液態電解質更強，還適宜於改善鉛酸類蓄電池正極的活性物質電導率，代替鉛酸蓄電池液體硫酸，消除了硫酸液體電解質洩漏的腐蝕性，還能增強PbSO4隔離PbO2區和鄰近反應區及板柵的連接性，使電化反應能順利進行，提高了活性物質的利用率。
4、充放電循環後，微粒碳素多元超強酸物質將進出於正極，使正極保持高孔率，從而提高充放電效率，放電容量係數增大，放電倍率提高，在低溫高倍率放電時，其效果更為顯著。低倍率放電容量也能得到改善。
5、使用複合型微粒碳素多元超強酸固態電解質後，電池內阻下降，活性物質比表面積增大，儲備容量和循環壽命提高。
6、能使初始容量增加，有利於蓄電池初始性能。
7、能使正極板因結晶造成過電勢及濃度化破壞作用減輕，提高電池循環使用壽命。
8、本發明蓄電池氣體淨化膜能保持固體電解質水份，降低水份蒸發，同時對蓄電池內產生的汙染氣體有淨化作用，消除汙染氣體對環境的汙染，達到保護環境的目的。本發明的主要目的是通過如下技術實現的一種環保型氣體淨化固態蓄電池一、環保型氣體淨化固態蓄電池的製作技術(一)電極板的製作技術1、非溶性正極板柵(1)正極板柵主要成份組成A、成份①鐵網(網距為0.6mm×0.6mm蜂窩狀板柵)鍍100μm厚鈦層。
②SnO280％，SbOx19％，IrO31％，有機導電聚合物適量。
B、工藝
將SnO3、SbOx、IrO3有機導電聚合物混合成膠體，塗布於鍍鈦板柵上，經450℃熱分解，得乾燥塗層。
(2)正極活性物質A、成份PbO290％，磷酸鋁5％，石墨3％，硫酸鈣2％，粘合劑適量B、工藝將A成份混合，研磨成膏體狀，以塗膏式塗在極板上，在60℃、80℃各段乾燥30min，再用硫酸噴淋處理，於80℃乾燥3～5min。
2、銅鉛合鍍負極板柵(1)負極板柵主要成份組成①鐵網(網距為0.6mm×0.6mm蜂窩狀板柵)鍍100μm厚銅層，再鍍100μm鈦層。
A、成份(2)負極活性物質Pb粉100％，粘合劑適量B、工藝將Pb粉與粘合劑研磨成膏狀體，以塗膏方式塗在極板上，在60℃、80℃各段乾燥30min。
(二)複合型碳元素微粒多元超強酸固態電解質的製作技術1、複合型碳元素微粒製作工藝
A、成份粉末碳素材料80％、三元酸15％、聚合高純鋁50％B、工藝將A成份材料混合，在高溫(800℃)加熱處理24h，自然冷卻至室溫，本品為多孔的微粒乾粉。
2、多元超強酸電解質製作技術。
A、成份多孔可溶鋁鹽25％，二元酸鹽5％、三元酸80％B、工藝將二元酸、三元酸稱量加入容器中，再加入鋁鹽攪拌溶解。
3、氣體淨化膜的製作技術。
將四氟乙烯、致孔劑、聚乙烯醇混合液塗布於人造棉上，經60℃乾燥。
(三)環保型氣體淨化固態蓄電池的製作技術1、組裝材料A部分塑料槽為蓄電池外殼體，按不同規格分為單體，由單體組成規格不同的蓄電池組。
B部分將非溶性正極板和銅鋁合鍍負極板以正、負極交替排列形式組成極群，每一極群為一單體電池。
2、蓄電池的裝配
(1)極板裝配形式蓄電池塑料槽分為外殼、殼蓋，槽內1-6格及1-12格(或1-48格，1-96格)，每格內安裝有上述正負極板，正負極之間以絕緣吸液無紡布隔開。第一格的正極板與第二格負極板串聯，第二格正極板與第三格負極板串聯，直到最後一格，相互串聯的極板均以極耳及連接條形式連結，接線端子分為正負極性。
(2)固態電解質灌裝A、先將複合型碳元素多孔微粒乾粉稱量，用震動方式裝入塑料槽殼內，同時充滿各正極板和負極板之間的空隙內，直至裝完所稱量的乾粉。
B、將多元超強酸電解質量取定額後，灌注於槽殼內，直至灌注完額定量。
C、待多元超強酸電解質完全吸入，表面眼觀無餘液時，將氣體過濾膜以密封形式覆蓋在上面，對蓄電池槽內產生的汙染性氣體進行淨化過濾，使排出的氣體無汙染性，並可防止電解質水份揮發。
權利要求
一種環保型氣體淨化固態蓄電池，其特徵在於一、環保型氣體淨化固態蓄電池的製作技術(一)電極板的製作技術1、非溶性正極板柵(1)正極板柵主要成份組成A、成份①鐵網(網距為0.6mm×0.6mm蜂窩狀板柵)鍍100μm厚鈦層。②SnO280％，SbOx19％，IrO31％，有機導電聚合物適量。B、工藝將SnO3、SbOx、IrO3有機導電聚合物混合成膠體，塗布於鍍鈦板柵上，經450℃熱分解，得乾燥塗層。(2)正極活性物質A、成份PbO290％，磷酸鋁5％，石墨3％，硫酸鈣2％，粘合劑適量B、工藝將A成份混合，研磨成膏體狀，以塗膏式塗在極板上，在60℃、80℃各段乾燥30min，再用硫酸噴淋處理，於80℃乾燥3～5min。2、銅鉛合鍍負極板柵(1)負極板柵主要成份組成①鐵網(網距為0.6mm×0.6mm蜂窩狀板柵)鍍100μm厚銅層，再鍍100μm鈦層。A、成份(2)負極活性物質Pb粉100％，粘合劑適量B、工藝將Pb粉與粘合劑研磨成膏狀體，以塗膏方式塗在極板上，在60℃、80℃各段乾燥30min。(二)複合型碳元素微粒多元超強酸固態電解質的製作技術1、複合型碳元素微粒製作工藝A、成份粉末碳素材料80％、三元酸15％、聚合高純鋁50％B、工藝將A成份材料混合，在高溫(800℃)加熱處理24h，自然冷卻至室溫，本品為多孔的微粒乾粉。2、多元超強酸電解質製作技術。A、成份多孔可溶鋁鹽25％，二元酸鹽5％、三元酸80％B、工藝將二元酸、三元酸稱量加入容器中，再加入鋁鹽攪拌溶解。3、氣體淨化膜的製作技術。將四氟乙烯、致孔劑、聚乙烯醇混合液塗布於人造棉上，經60℃乾燥。(三)環保型氣體淨化固態蓄電池的製作技術1、組裝材料A部分塑料槽為蓄電池外殼體，按不同規格分為單體，由單體組成規格不同的蓄電池組。B部分將非溶性正極板和銅鋁合鍍負極板以正、負極交替排列形式組成極群，每一極群為一單體電池。3、蓄電池的裝配(1)極板裝配形式蓄電池塑料槽分為外殼、殼蓋，槽內1-6格及1-12格(或1-48格，1-96格)，每格內安裝有上述正負極板，正負極之間以絕緣吸液無紡布隔開。第一格的正極板與第二格負極板串聯，第二格正極板與第三格負極板串聯，直到最後一格，相互串聯的極板均以極耳及連接條形式連結，接線端子分為正負極性。(2)固態電解質灌裝A、先將複合型碳元素多孔微粒乾粉稱量，用震動方式裝入塑料槽殼內，同時充滿各正極板和負極板之間的空隙內，直至裝完所稱量的乾粉。B、將多元超強酸電解質量取定額後，灌注於槽殼內，直至灌注完額定量。C、待多元超強酸電解質完全吸入，表面眼觀無餘液時，將氣體過濾膜以密封形式覆蓋在上面，對蓄電池槽內產生的汙染性氣體進行淨化過濾，使排出的氣體無汙染性，並可防止電解質水份揮發。
全文摘要
本發明提供了一種環保型氣體淨化固態蓄電池。本發明技術採用複合型正負極電極和複合型碳元素微粒多元超強酸固態電解質,及氣體淨化膜構成電池。固態電解質有抑制氫的析出,提高氧的化合能力,增加正極板的孔隙和導電率及電池容量,提高極板的緊裝配和抗腐蝕性及耐震性,延長極板的使用壽命。氣體淨化膜消除了蓄電池產生酸霧對環境的汙染,該發明蓄電池容量大,電性能好,壽命長。
文檔編號H01M10/12GK1251946SQ99124619
公開日2000年5月3日 申請日期1999年11月20日 優先權日1999年11月20日
發明者許裕金 申請人:許裕金