一種柔性易回收鉛酸蓄電池芯及其製備方法
2023-04-27 19:52:31 1
一種柔性易回收鉛酸蓄電池芯及其製備方法
【專利摘要】一種柔性易回收鉛酸蓄電池芯的製備方法，其特徵在於：以複合褐藻膠纖維的多孔性玻璃纖維織物為支撐層，通過真空濺射或真空蒸發鍍膜的方法將金屬集流層敷於支撐層兩面，再分別塗覆正、負極活性物質，經乾燥後，於其表面噴塗褐藻膠溶液，形成隔離層，再乾燥後，即可得到可卷繞的柔性鉛酸蓄電池芯。然後按照所需電容量、形狀和尺寸要求組裝，接上電極引出端子，壓入外殼後充入電解液，經密封，即成柔性易回收鉛酸蓄電池。
【專利說明】一種柔性易回收鉛酸蓄電池芯及其製備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種鉛酸蓄電池芯的製備方法，尤其涉及一種柔性易回收鉛酸蓄電池芯的製備方法。
【背景技術】
[0002]近年，由於各種電動工具和電器需求量的快速增長，對高性能電池的需求日益增大和迫切。鉛酸蓄電池是現今動カ蓄電池市場上最主要的ー類產品，具有價廉耐用的優點，但是存在比能量低的缺點。另ー方面，大量使用各種蓄電池的結果，使其中失效材料的回收利用日益成為亟待解決的社會問題。對於廢棄電池的拆解分離，以及其中成分的利用技術將成為整個人類社會關注的重點。
[0003]雙極性密封鉛酸蓄電池是近年正在開發的新型結構的鉛酸蓄電池。這種蓄電池的正負極位於同一片導電基板的兩側面，將雙極式極板和吸液式纖維隔板交叉疊在一起，然後擠壓組成密封電池(A.C.Loyns etc.Bipolar batteries based on Ebonex?technology [J].J.Power Sources, 2005, 144:329-337)。雖然這種蓄電池具有導電性好，不透酸，充放電過程活性物質不脫落，機械強度好的優點，由於這種蓄電池還沿用傳統的板式結構，所以仍然擺脫不了板式結構不容易連續加工的困難。
[0004]另ー種卷式圓柱形電池是將正負極板做成軟性條狀，中間和兩側均夾有纖維隔板，然後緊捲起來裝入圓形電池殼內，焊好極柱，加蓋密封，組成電池。這種蓄電池為了製造薄型極板，需採用壓延鉛合金的方式製造很薄的鉛箔作為極板基片；為了提高鉛箔極板的機械強度，一般採用卷繞成圓柱狀的極群。正極板、隔板、負極板交替疊放，卷繞在一起，製成電池單體為圓柱形的卷繞式鉛酸蓄電池，又稱螺旋卷式鉛酸蓄電池，也稱卷式電極鉛酸蓄電池。與傳統的蓄電池相比，卷繞式鉛酸蓄電池在比能量、比功率、循環壽命、快速充電等方面都具有優勢。(高軍，史鵬飛，杜春雨.卷繞式鉛酸蓄電池發展狀況[J].電池，2005，25
(I):6-67)由於該技術需要事先將正負極板成型，然後夾上隔板，再卷繞成型，因此，由其複雜的加工過程帶來的多道エ序，増加了製造成本。
[0005]上述兩種新型蓄電池在回收過程中，均存在需要拆解後才能回收其中的金屬材料的問題，耗費人力多，回收麻煩，也直接増加了回收成本。
[0006]中國發明專利申請03111713.9公開了「疊卷式鉛酸蓄電池」，該發明公開了ー種改進的疊卷式鉛酸蓄電池，包括電池槽、正極板、負極板、隔板和膠體電解液，正極板連接正極柱，負極板連接負極柱，其正、負極板為純鉛板柵帶，正、負極板由隔板間隔卷繞成柱狀。既保留了純鉛的電性能優點，又正好利用純鉛柔軟的特點可以將極板柵帶卷繞起來，卷繞後的極板形成多層疊加，滿足了強度要求，不僅避免了電極腐蝕問題，大大延長了鉛酸蓄電池的使用壽命，而且在同等重量下，可將蓄電池的容量提高30?40%，性能穩定，抗震性好。
[0007]中國發明專利ZL03113934.5公開了 「鋰電池正極材料及其製備方法」，該發明公開了ー種用於鋰電池的正極材料，其材料用化學通式表示為LixMhFePO4, M選自Mg2+、Ca2+、Sr2+、Ti3+、Al3+、B3+、Si4+、Ge4+、P5+。該材料是用加入導電摻雜劑，採用金屬氧化物、碳酸鹽、硫化物、磷酸鹽、氟化物與非飽和狀態的鋰鐵磷酸鹽晶體，升溫到500?900°C反應10小時製得的。通過非化學計量的方法可以製備出高電導率的鋰鐵磷酸鹽晶體，其材料用化學通式表示為LiFe-P04_y。對於增壓型置換離子製備鋰電池的正極材料，其化學通式為LixMhFezM 丨 hP04，M ,選自 Ti3+、V3+、Co3+、Ni3+、Mn3+、Cr3+、Cu3+ 和 Mo3+，通過固相反應製得摻鎂鋰鐵錳磷酸鹽LixMghFezMrvzPO4的固體粉末。對於納米結構的正極材料，其化學通式為LixFeP04_y，通過真空濺射沉積製得，該材料電導率可達10_2S/Cm，實際放電容量達到240mAh/g。該新型正極材料具有低價、高能和安全的特性,不僅適用於中小型聚合物、膠體和液體鋰離子電池中，尤其適用於大功率動カ電池。
[0008]中國發明專利ZL200410046645.5公開了「氫空氣燃料電池催化膜製作方法」，該發明公開了ー種氫空氣燃料電池催化膜製作方法，在極限真空度小於SXlO-4Pa的高真空電場中，以碳紙為正極靶材，以鉬條為負極電子槍，用熱線圈為鉬條加熱軟化，鉬條電子束在全方位偏轉線圈作用下對正極碳紙靶材進行濺射。該專利的特點是使用磁控真空濺射法，將鉬粒子按設定的顆粒大小及濺射在碳紙上的鬆散度，有序地平鋪在碳紙上而不重疊無堆積。使鉬用量在使用化學法的0.4-0.6mg/cm2降低到小於0.lmg/cm2，而整個生產過程全部用計算機控制，保證了大批量自動化生的可行性。該發明是ー種エ藝簡單、催化劑在碳紙上不會重疊的氫空氣燃料電池催化膜製作方法。
[0009]中國發明專利ZL201010143939.5公開了 「ー種矽基太陽能電池正面柵電極的製備方法」，該發明涉及ー種矽基太陽能電池正面柵電極的製備方法。該發明採用如下技術方案:一種矽基太陽能電池正面柵電極的製備方法，其特徵是:依次採用如下步驟:一、已經形成減反射膜的一種矽基太陽能電池正面上採用真空濺射的方法沉積5?50納米厚金屬膜；ニ、在金屬膜上印刷ー層正面柵電極形狀的抗蝕圖案；三、去除沒有覆蓋抗蝕圖案的金屬膜，形成電池正面柵電極圖形；四、去除抗蝕圖案，加厚正面柵電扱。通過採用上述方案，該發明克服現有技術存在的不足，提供ー種能改善正面柵電極與晶體矽之間的接觸性能，而且能增強正面柵電極與晶體矽之間的附著力，降低電極的串電阻，提高太陽能電池的轉換效率的新電極製備方法。
[0010]董震等發表的「基於超吸水纖維的電池隔膜的性能研究」[產業用紡織品，2010，
[11]=22-24]中，介紹了電池隔膜性能的分析方法；研究了超吸水纖維(SAF)含量與電池隔膜的吸液、保液及導水性能的關係。結果表明:隨著SAF含量的増加，隔膜的吸液和保液能力提高，但導水能力下降；適當控制SAF含量，可以使電池隔膜的性能達到比較理想的效果。
[0011]隨著鉛酸蓄電池應用領域的不斷擴大，對其綜合性能和產品多祥性的要求也相應地不斷提高，改善鉛酸蓄電池的便攜性、穩定性和可靠性，提高其比能量，以及便於連續製造加工，易於回收其中金屬材料，將成為進ー步推廣其用途的重要問題。
[0012]當前，鉛酸蓄電池主要存在以下幾個問題:
[0013]1、傳統的鉛酸蓄電池中極板活性物質利用率大多僅達45%左右，究其原因，主要與極板厚度、極板表面積，以及電解液密度有夫，因此，為了提高極板活性物質利用率，務必需要儘可能地增大極板表面與電解液的接觸面積。
[0014]2、傳統的鉛酸蓄電池的活性物質主要採用澆鑄式板柵，在其鑄板過程中，通常會產生氣孔、砂眼、裂紋、縮孔和歪斜等缺陷，導致產品均勻度差，不得不在組裝過程中增加配板過程，以求得同批產品性能的一致性，由此而導致勞動效率低，產品質量不穩定的問題。
[0015]3、在板柵鑄板過程中，高溫的熔鉛蒸氣必然導致生產環境劣化和影響從業人員的身體健康，並造成對環境的汙染。
[0016]4、由於澆鑄式板柵結構需要繁雜的組裝過程，將導致生產過程難以實現大規模連續生產。
[0017]5、澆鑄式板柵結構難以有效利用蓄電池體內的有效空間，同時還會導致內阻加大，導電能力下降。
[0018]6、受板柵模具規格的限制，難以根據使用要求靈活調節和改變蓄電池的容量和尺寸，因而限制了產品品種和用途的開發。
【發明內容】
[0019]為了克服上述問題，本發明開發了ー種柔性易回收鉛酸蓄電池芯的製備方法。本發明改變傳統鉛酸蓄電池的活性物質所採用的澆鑄式板柵結構，以複合褐藻膠纖維的多孔性玻璃纖維織物為支撐層，通過真空濺射或真空蒸發鍍膜的方法將金屬集流層敷於支撐層兩面，再分別塗覆正、負極活性物質，經乾燥後，於其表面噴塗褐藻膠溶液，形成隔離層，再乾燥後，即可得到可卷繞的柔性鉛酸蓄電池芯，可以取代傳統的剛性隔板加鑄鉛板的鉛酸蓄電池芯，有利於實現連續化生產，簡化生產エ藝，提高材料利用率，減少環境汙染。
[0020]本發明是這樣實現的:一種柔性易回收鉛酸蓄電池芯的製備方法，其特徵在於:以複合褐藻膠纖維的多孔性玻璃纖維織物為支撐層，通過真空濺射或真空蒸發鍍膜的方法將金屬集流層敷於支撐層兩面，再分別塗覆正、負極活性物質，經乾燥後，於其表面噴塗褐藻膠溶液，形成隔離層，再乾燥後，即可得到可卷繞的柔性鉛酸蓄電池芯。然後按照所需電容量、形狀和尺寸要求組裝，接上電極引出端子，壓入外殼後充入電解液，經密封，即成柔性易回收鉛酸蓄電池。
[0021]在上述柔性易回收鉛酸蓄電池芯製備過程中，複合褐藻膠纖維的多孔性玻璃纖維織物承擔了鉛酸蓄電池的支撐層，提供基礎的機械強度；通過真空濺射或真空蒸發鍍膜的方法敷幹支撐層上的正、負極集流體，採用金屬鉛或其合金，一方面可以節省材料，同時也可以提高導電性；正、負極活性物質採用公知的材料和配方；噴塗褐藻膠溶液形成的隔離層起絕緣正、負極的作用，並可吸收和透過電解液；外殼採用絕緣的塑料、橡膠或玻璃材料，根據使用要求，可製成柱狀、板式或盒裝。
[0022]所述複合褐藻膠纖維的多孔性玻璃纖維織物採用褐藻膠纖維與多孔性玻璃纖維混紡的無紡織物，其質量比為1:99?99:1 ;所用的褐藻膠纖維可以從褐藻酸鈉、褐藻酸鉀、褐藻酸鎂、褐藻酸鋰、褐藻酸氨、褐藻酸丙ニ酷、褐藻酸鈣、褐藻酸鐵、褐藻酸鋅紡成的纖維中的一種或者幾種的混合物選擇，其厚度為0.1mm?5.0_。
[0023]所述正、負極集流體採用Pb-Ca (0.06% ?0.08%) -Sn (1.2% ?1.5%) -Al (0.02%)四元合金或者Pb-Sn(l.7%) -Cd(l.7%)低銻合金，其厚度控制在5?500納米。
[0024]所述正極活性物質採用公知的鉛酸蓄電池正極鉛膏配方，依據電容量的設定，調節其厚度為0.5mm?5.0mm。
[0025]所述負極活性物質採用公知的鉛酸蓄電池負極鉛膏配方，依據電容量的設定，調節其厚度為0.5mm?5.0mm。[0026]所述製造隔離層的褐藻膠溶液採用褐藻酸鈉、褐藻酸鉀、褐藻酸鎂、褐藻酸鋰、褐藻酸氨、褐藻酸丙ニ酯中的一種或者幾種的混合物，其濃度為質量百分比0.1%?10%。
[0027]所述外殼採用公知的絕緣的塑料、橡膠或玻璃，或者這些材料的複合物製成。
[0028]上述柔性易回收鉛酸蓄電池芯的製備方法:主要包括複合褐藻膠纖維的多孔性玻璃纖維織物支撐層的製備、正、負極集流體的鍍覆、正、負極活性物質的塗覆、褐藻膠隔離層的噴塗，以及後續的外殼組裝和電解質的充填。
[0029]1、複合褐藻膠纖維的多孔性玻璃纖維織物支撐層的製備
[0030]步驟1:根據設定的比例將褐藻膠纖維和多孔性玻璃纖維分別開松、除雜後混合，使之成為均勻的纖維層。
[0031]步驟2:經梳理機梳成單纖維組成的薄網。
[0032]步驟3:以褐藻膠溶液作為粘合劑，噴入上述製成的纖維薄網，並經滾壓加固成型，即得到所需的複合褐藻膠纖維的多孔性玻璃纖維織物。
[0033]2、正、負極集流體的鍍覆
[0034]正、負極集流體的鍍覆可採用真空蒸鍍法或真空濺射法製備。
[0035]I)真空蒸鍍法鍍覆正、負極集流體
[0036]步驟1:將上述製備的複合褐藻膠纖維的多孔性玻璃纖維織物預熱。
[0037]步驟2:將上述用作正、負極集流體的合金在蒸發源中加熱蒸發，使其以原子(或分子)形態加入氣相空間。
[0038]步驟3:將上述製備的複合褐藻膠纖維的多孔性玻璃纖維織物引入真空蒸發鍍膜機中，使集流體材料沉積在織物兩面，並成膜。
[0039]步驟4:鍍膜後的複合褐藻膠纖維的多孔性玻璃纖維織物冷卻，並引出鍍膜機。
[0040]2)真空濺射法鍍覆正、負極集流體
[0041]步驟1:將上述製備的複合褐藻膠纖維的多孔性玻璃纖維織物預熱。
[0042]步驟2:將上述用作正、負極集流體的合金作為靶材，通過荷能粒子轟擊，使其以原子(或分子)形態逸出，加入氣相空間。
[0043]步驟3:將上述製備的複合褐藻膠纖維的多孔性玻璃纖維織物引入真空濺射鍍膜機中，使集流體材料沉積在織物兩面，並成膜。
[0044]步驟4:鍍膜後的複合褐藻膠纖維的多孔性玻璃纖維織物冷卻，並引出鍍膜機。
[0045]3、正、負極活性物質的塗覆
[0046]步驟1:分別按照公知的正、負極活性物質的配方配製正、負極鉛膏。
[0047]步驟2:利用塗布機在上述製備的鍍膜複合褐藻膠纖維的多孔性玻璃纖維織物兩面分別塗布配好的正、負極鉛膏。
[0048]步驟3:經輥壓機將塗布了鉛膏的織物壓實、碾平。
[0049]步驟4:於烘乾機中乾燥。
[0050]4、褐藻膠隔離層的噴塗
[0051]步驟1:將褐藻膠加水配製成溶液。
[0052]步驟2:將塗覆了正、負極活性物質的複合褐藻膠纖維的多孔性玻璃纖維織物引入噴塗機，均勻噴塗配好的褐藻膠溶液。
[0053]步驟3:經輥壓機將噴塗了褐藻膠溶液的織物壓實、碾平。[0054]步驟4:於烘乾機中乾燥，即可得到柔性可回收鉛酸蓄電池芯。
[0055]5、後續的外殼組裝和電解質的充填
[0056]步驟1:根據使用要求，將得到柔性可回收鉛酸蓄電池芯經過卷繞、層壓或填充，製成柱狀、板式或盒裝
[0057]步驟2:將製成的鉛酸蓄電池芯裝入外売。
[0058]步驟3:加入電解質後密封。
[0059]本發明提供的一種柔性可回收鉛酸蓄電池芯的製備方法有如下優點:
[0060]1、褐藻膠是由褐藻提取的一類由古洛糖醛酸和甘露糖醛酸組成的多糖類，當其在酸性條件下或者形成多價鹽形式，為不溶性物質，當其以單價鹽形式存在吋，則為可溶性。採用褐藻膠與多孔性玻璃纖維複合時，由於鉛酸蓄電池的電解質為硫酸溶液，在此酸性條件下，褐藻膠以不溶性的褐藻酸形式存在，既可以粘結玻璃纖維，增強無紡織物的強度，又可以發揮其親水性的優點，儘可能吸收電解質。當鉛酸蓄電池失效以後，需要回收其中金屬材料吋，只需將其用鹼處理，使其轉化成水溶性的褐藻酸鹽，如褐藻酸鈉、海褐藻酸鉀、褐藻酸氨等形式，一方面可以將其與金屬成分分開，同時還可以起崩解劑的作用，可以使不溶性的多孔性玻璃纖維和金屬成分分散，便於回收利用。同樣，將褐藻膠作為絕緣隔離層，也具有上述作用。
[0061]2、採用真空蒸發或真空濺射鍍膜法生成正、負極活性物質的集流體，有利於提高鉛酸蓄電池中極板活性物質與無效的集流體的質量比，增大極板表面積，提高極板活性物質利用率，增大電極表面與電解液的接觸面積。
[0062]3、採用無紡纖維作為支撐層，很容易得到柔性基材的效果；同時也有利於實現連續生產。由於採用塗覆型的捲軸結構，可以簡化澆鑄式板柵結構導致的繁雜組裝過程，有利於簡化組裝過程中的配板過程，提高勞動效率和產品質量穩定性。
[0063]4、採用真空濺射或真空鍍膜法生成鉛活性層的集流體，可以避免在板柵鑄板過程中，高溫熔鉛蒸氣導致生產環境劣化和影響從業人員的身體健康的問題，進而避免對環境的汙染。
[0064]5、採用多孔性纖維織物為基材，取代傳統的隔板，有利於電解液的滲透和擴散，提高其餘活性層的接觸和反應效率，有效利用蓄電池體內的有效空間，改善電解液的透過性，便於減少電解液的使用量，減少廢酸造成的對環境的汙染，同時降低內阻，提高導電能力。
[0065]6、採用捲軸型結構，可以不受板柵模具規格的限制，並根據使用要求靈活調節和改變蓄電池的容量和尺寸，有利於產品品種和用途的開發。
[0066]7、採用捲軸型結構，有利於在蓄電池過度極化後回收利用活性材料鉛，減少廢棄物的汙染。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0067]圖1是本發明一種柔性可回收鉛酸蓄電池芯的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0068]下面結合具體實施例來對本發明進行詳細的說明。
[0069]圖1是本發明一種柔性可回收鉛酸蓄電池芯的結構示意圖。本發明所述的ー種柔性可回收鉛酸蓄電池芯，依次由褐藻膠隔離層1、正極活性物質2、金屬集流層3、複合褐藻膠纖維的多孔性玻璃纖維織物支撐層4、金屬集流層5、負極活性物質6和褐藻膠隔離層7組成。
[0070]褐藻膠隔離層I和褐藻膠隔離層7採用褐藻酸鈉、褐藻酸鉀、褐藻酸鎂、褐藻酸鋰、褐藻酸氨、褐藻酸丙ニ酯中的一種或者幾種的混合物；正極活性物質2採用公知的鉛酸蓄電池正極鉛膏配方，依據電容量的設定，調節其厚度為0.5mm?5.0mm ;負極活性物質6採用公知的鉛酸蓄電池負極鉛膏配方，依據電容量的設定，調節其厚度為0.5mm?5.0mm ;金屬集流層3和金屬集流層5採用Pb-Ca (0.06%?0.08%) -Sn (1.2%?1.5%) -Al (0.02%)四元合金或者Pb-Sn(l.7%)-Cd (1.7%)低銻合金，其厚度控制在5?500納米；複合褐藻膠纖維的多孔性玻璃纖維織物支撐層4採用褐藻膠纖維與多孔性玻璃纖維混紡的無紡織物，其質量比為1:99?99:1 ;所用的褐藻膠纖維可以從褐藻酸鈉、褐藻酸鉀、褐藻酸鎂、褐藻酸鋰、褐藻酸氨、褐藻酸丙ニ酷、褐藻酸鈣、褐藻酸鐵、褐藻酸鋅紡成的纖維中的ー種或者幾種的混合物選擇，其厚度為0.1mm?5.0mm。
[0071]實施例一
[0072]步驟1:將褐藻膠纖維和多孔性玻璃纖維分別開松、除雜後按照質量比1:9的比例混合，使之成為均勻的纖維層。經梳理機梳成單纖維組成的薄網。以質量比1%褐藻酸鈉溶液作為粘合劑，噴入上述製成的纖維薄網，並經滾壓加固成型，即得到所需的複合褐藻膠纖維的多孔性玻璃纖維織物。
[0073]步驟2:將上述製備的複合褐藻膠纖維的多孔性玻璃纖維織物預熱，然後將Pb-Ca (0.06%?0.08%) -Sn (1.2%?1.5%) -Al (0.02%)四元合金在蒸發源中加熱蒸發，使其以原子(或分子)形態加入氣相空間。將上述製備的複合褐藻膠纖維的多孔性玻璃纖維織物引入真空蒸發鍍膜機中，使集流體材料沉積在織物兩面，並成膜。鍍膜後的複合褐藻膠纖維的多孔性玻璃纖維織物冷卻，並引出鍍膜機。
[0074]步驟3:分別按照公知的正、負極活性物質的配方配製正、負極鉛膏。利用塗布機在上述製備的鍍膜複合褐藻膠纖維的多孔性玻璃纖維織物兩面分別塗布配好的正、負極鉛膏。經輥壓機將塗布了鉛膏的織物壓實、碾平，於烘乾機中乾燥。
[0075]步驟4:將褐藻酸鈉加水配製成質量比1%溶液。將塗覆了正、負極活性物質的複合褐藻膠纖維的多孔性玻璃纖維織物引入噴塗機，均勻噴塗配好的褐藻酸鈉溶液。經輥壓機將噴塗了褐藻酸鈉溶液的織物壓實、碾平。於烘乾機中乾燥，即可得到柔性可回收鉛酸蓄電池芯。
[0076]步驟5:根據使用要求，將得到柔性可回收鉛酸蓄電池芯經過卷繞、層壓或填充，製成柱狀、板式或盒裝。將製成的鉛酸蓄電池芯裝入外殼。加入電解質後密封。
[0077]實施例ニ
[0078]步驟1:將褐藻膠纖維和多孔性玻璃纖維分別開松、除雜後按照質量比9:1的比例混合，使之成為均勻的纖維層。經梳理機梳成單纖維組成的薄網。以褐藻酸氨溶液作為粘合劑，噴入上述製成的纖維薄網，並經滾壓加固成型，即得到所需的複合褐藻膠纖維的多孔性玻璃纖維織物。
[0079]步驟2:將上述製備的複合褐藻膠纖維的多孔性玻璃纖維織物預熱。將上述用作正、負極集流體的Pb_Sn(l.7%)-Cd(1.7%)低銻合金合金作為靶材，通過荷能粒子轟擊，使其以原子(或分子)形態逸出，加入氣相空間。將上述製備的複合褐藻膠纖維的多孔性玻璃纖維織物引入真空濺射鍍膜機中，使集流體材料沉積在織物兩面，並成膜。鍍膜後的複合褐藻膠纖維的多孔性玻璃纖維織物冷卻，並引出鍍膜機。
[0080]步驟3:分別按照公知的正、負極活性物質的配方配製正、負極鉛膏。利用塗布機在上述製備的鍍膜複合褐藻膠纖維的多孔性玻璃纖維織物兩面分別塗布配好的正、負極鉛膏。經輥壓機將塗布了鉛膏的織物壓實、碾平。於烘乾機中乾燥。
[0081]步驟4:將褐藻酸氨加水配製成質量比5%溶液。將塗覆了正、負極活性物質的複合褐藻膠纖維的多孔性玻璃纖維織物引入噴塗機，均勻噴塗配好的褐藻酸氨溶液。經輥壓機將噴塗了褐藻酸氨溶液的織物壓實、碾平。於烘乾機中乾燥，即可得到柔性可回收鉛酸蓄電池芯。
[0082]步驟5:將褐藻酸氨加水配製成2%溶液。將塗覆了正、負極活性物質的複合褐藻膠纖維的多孔性玻璃纖維織物引入噴塗機，均勻噴塗配好的褐藻酸氨溶液。經輥壓機將噴塗了褐藻酸氨溶液的織物壓實、碾平。於烘乾機中乾燥，即可得到柔性可回收鉛酸蓄電池芯。
[0083]步驟6:根據使用要求，將得到柔性可回收鉛酸蓄電池芯經過卷繞、層壓或填充，製成柱狀、板式或盒裝。將製成的鉛酸蓄電池芯裝入外殼。加入電解質後密封。
【權利要求】
1.一種柔性易回收鉛酸蓄電池芯，其特徵在於:包括以複合褐藻膠纖維的多孔性玻璃纖維織物為支撐層；通過真空濺射或真空蒸發鍍膜的方法將正、負極金屬集流體層敷於支撐層兩面；再分別塗覆正、負極活性物質，經乾燥後，於其表面噴塗褐藻膠溶液，形成隔離層；再乾燥後，即可得到可卷繞的柔性鉛酸蓄電池芯；然後按照所需電容量、形狀和尺寸要求組裝，接上電極引出端子，壓入外殼後充入電解液，經密封，即成柔性易回收鉛酸蓄電池。
2.根據權利要求1所述的ー種柔性易回收鉛酸蓄電池芯，其特徵在於:所述複合褐藻膠纖維的多孔性玻璃纖維織物採用褐藻膠纖維與多孔性玻璃纖維混紡的無紡織物，其質量比為1:99~99:1 ;所用的褐藻膠纖維可以從褐藻酸鈉、褐藻酸鉀、褐藻酸鎂、褐藻酸鋰、褐藻酸氨、褐藻酸丙二酷、褐藻酸鈣、褐藻酸鐵、褐藻酸鋅紡成的纖維中的一種或者幾種的混合物選擇，其厚度為0.1mm~5.0mm。
3.根據權利要求1所述的ー種柔性易回收鉛酸蓄電池芯，其特徵在幹:所述正、負極集流體採用Pb-Ca (0.06%~0.08%) -Sn (1.2%~1.5%) -Al (0.02%)四元合金或者Pb-Sn(l.7%) -Cd(l.7%)低銻合金，其厚度控制在5~500納米。
4.根據權利要求1所述的ー種柔性易回收鉛酸蓄電池芯，其特徵在於:所述正極活性物質採用公知的鉛酸蓄電池正極鉛膏配方，依據電容量的設定，調節其厚度為0.5_~5.0mm0
5.根據權利要求1所述的ー種柔性易回收鉛酸蓄電池芯，其特徵在於:所述負極活性物質採用公知的鉛酸 蓄電池負極鉛膏配方，依據電容量的設定，調節其厚度為0.5mm~5.0mm0
6.根據權利要求1所述的ー種柔性易回收鉛酸蓄電池芯，其特徵在於:所述製造隔離層的褐藻膠溶液採用褐藻酸鈉、褐藻酸鉀、褐藻酸鎂、褐藻酸鋰、褐藻酸氨、褐藻酸丙二酯中的一種或者幾種的混合物，其濃度為質量百分比0.1%~10%。
7.根據權利要求1所述的ー種柔性易回收鉛酸蓄電池芯，其特徵在於:所述外殼採用公知的絕緣的塑料、橡膠或玻璃，或者這些材料的複合物製成。
8.—種如權利要求1所述的柔性易回收鉛酸蓄電池芯的製備方法，其特徵在於包括如下步驟: (1)複合褐藻膠纖維的多孔性玻璃纖維織物支撐層的製備: 步驟1:根據設定的比例將褐藻膠纖維和多孔性玻璃纖維分別開松、除雜後混合，使之成為均勻的纖維層； 步驟2:經梳理機梳成單纖維組成的薄網； 步驟3:以褐藻膠溶液作為粘合剤，噴入上述製成的纖維薄網，並經滾壓加固成型，即得到所需的複合褐藻膠纖維的多孔性玻璃纖維織物； (2)正、負極集流體的鍍覆: 所述正、負極集流體的鍍覆可採用真空蒸鍍法或真空濺射法製備； (3)正、負極活性物質的塗覆: 步驟1:分別按照公知的正、負極活性物質的配方配製正、負極鉛膏； 步驟2:利用塗布機在上述製備的鍍膜複合褐藻膠纖維的多孔性玻璃纖維織物兩面分別塗布配好的正、負極鉛膏； 步驟3:經輥壓機將塗布了鉛膏的織物壓實、碾平；步驟4:於烘乾機中乾燥； (4)褐藻膠隔離層的噴塗: 步驟1:將褐藻膠加水配製成溶液； 步驟2:將塗覆了正、負極活性物質的複合褐藻膠纖維的多孔性玻璃纖維織物引入噴塗機，均勻噴塗配好的褐藻膠溶液； 步驟3:經輥壓機將噴塗了褐藻膠溶液的織物壓實、碾平； 步驟4:於烘乾機中乾燥，即可得到柔性可回收鉛酸蓄電池芯； (5)後續的外殼組裝和電解質的充填: 步驟1:根據使用要求，將得到柔性可回收鉛酸蓄電池芯經過卷繞、層壓或填充，製成柱狀、板式或盒裝； 步驟2:將製成的鉛酸蓄電池芯裝入外殼； 步驟3:加入電解質後密封，即成柔性易回收鉛酸蓄電池。
9.根據權利要求8所述的ー種柔性易回收鉛酸蓄電池芯的製備方法，其特徵在於:所述正、負極集流體的鍍覆採用真空蒸鍍法具體如下: 步驟1:將上述製備的複合褐藻膠纖維的多孔性玻璃纖維織物預熱； 步驟2:將上述用作正、負極集流體的合金在蒸發源中加熱蒸發，使其以原子或分子形態加入氣相空間； 步驟3:將上述製備的複合褐藻膠纖維的多孔性玻璃纖維織物引入真空蒸發鍍膜機中，使集流體材料沉積在織物兩面，並成膜； 步驟4:鍍膜後的複合褐藻膠纖維的多孔性玻璃纖維織物冷卻，並引出鍍膜機。
10.根據權利要求8所述的ー種柔性易回收鉛酸蓄電池芯的製備方法，其特徵在於:所述正、負極集流體的鍍覆採用真空濺射法具體如下: 步驟1:將上述製備的複合褐藻膠纖維的多孔性玻璃纖維織物預熱； 步驟2:將上述用作正、負極集流體的合金作為靶材，通過荷能粒子轟擊，使其以原子或分子形態逸出，加入氣相空間； 步驟3:將上述製備的複合褐藻膠纖維的多孔性玻璃纖維織物引入真空濺射鍍膜機中，使集流體材料沉積在織物兩面，並成膜； 步驟4:鍍膜後的複合褐藻膠纖維的多孔性玻璃纖維織物冷卻，並引出鍍膜機。
【文檔編號】H01M4/14GK103560252SQ201310488977
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年10月17日 優先權日:2013年10月17日
【發明者】蔣維, 甘純璣 申請人:福建瑞達精工股份有限公司