專利名稱：鈦鋁動力電池及生產(chǎn)工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用做動力電池的蓄電池及生產(chǎn)工藝。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)的蓄電池品種繁多，各有優(yōu)缺點?，F(xiàn)在用得最多的是鉛酸蓄電池，約占整個蓄電池用量的80％以上，它較其它電池有不可替代的優(yōu)勢1、電壓高，單個電池為2.1伏，而其它電池則為1.2到1.5伏；2、價格便宜。但也有其不可迥避的缺點1、重量太重，因鉛的比重為11.34，比其它電池材料的比重多40％至幾倍以上。2、很臟、很不好維護；但經(jīng)過200多年歷史至上世紀70年代有了第二代膠體或貧液式免維護蓄電池，但目前用量僅20％左右。3、比容量，特別是重量比容量小。因此如何保持其優(yōu)點，克服其缺點，為當務(wù)之急。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，針對現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提出一種鈦鋁動力電池及生產(chǎn)工藝，產(chǎn)品重量輕、電容量大、價格低，且生產(chǎn)過程污染小而易于處理，不造成二次污染。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案之一是，所述鈦鋁動力電池有帶上蓋的外殼，該外殼內(nèi)腔經(jīng)隔板分隔為二個或二個以上獨立的單元電池室且內(nèi)充電解液，每個單元電池室中設(shè)有多片相間排列的正板柵和負板柵，所述各正板柵經(jīng)頂部的連接頭同正板柵匯流排相連接，所述各負板柵經(jīng)頂部連接頭同負板柵匯流排相連接，所述各正板柵和負板柵涂有鉛膏且每相鄰兩正、負板柵之間設(shè)有絕緣層而由此構(gòu)成單元電池，各單元電池依次串聯(lián)組成整體電池且其首、尾兩端分別同極柱相連接而成為整體電池的正、負極，其技術(shù)特點是，所述正板柵為金屬鈦板柵，所述負板柵為金屬鋁板柵。
本發(fā)明的技術(shù)方案之二是，所述鈦鋁動力電池的生產(chǎn)工藝的技術(shù)特征為，將金屬鈦板柵表面氧化層去除后，進行鈍化處理，再涂鉛膏。
以下對本發(fā)明做出進一步說明。
參見圖1和圖2，本發(fā)明所述鈦鋁動力電池有帶上蓋2的外殼1，該外殼1內(nèi)腔經(jīng)隔板6分隔為二個或二個以上(如三至十二個，或更多)獨立的單元電池室且內(nèi)充電解液，每個單元電池室中設(shè)有多片(如六至十二片，或更多)相間排列的正板柵5和負板柵4，參見圖2至圖5，所述各正板柵5經(jīng)頂部的連接頭3同正板柵匯流排7相連接，所述各負板柵4經(jīng)頂部連接頭15同負板柵匯流排8相連接，所述各正板柵5和負板柵4涂有鉛膏且每相鄰兩正、負板柵5、4之間設(shè)有絕緣層(圖中未畫出)而由此構(gòu)成單元電池，各單元電池依次串聯(lián)組成整體電池且其首、尾兩端分別同相應(yīng)極柱相連接而成為整體電池的正、負極，其技術(shù)特點是，所述正板柵5為金屬鈦板柵，所述負板柵4為金屬鋁板柵。
本發(fā)明中，所述電解液可以是已有的比重為1.285-1.3的硫酸或膠體電解質(zhì)。
本發(fā)明中，所述鈦金屬板柵鈍化工藝的一種具體方法的步驟是
(1)用汽油脫脂(除去表面油脂)；(2)將板柵投入浸蝕液中，室溫條件下浸蝕3-5分鐘；(3)進行酸性鍍銅，鍍層厚1-3μm；(4)在惰性氣氛中，于500℃-700℃溫度下加熱1.5-3小時。
所述浸蝕液的一種組成是氫氟酸(HF＝40％)60ml/L；鹽酸250ml/L；氟化鈉 50g/L；將上述三種溶液混合即得。
所述惰性氣體可以是氮氣。
本發(fā)明的原理是，金屬鈦有極好的機械強度和中等程度的導(dǎo)電性；但表面有一層薄而完整的氧化膜，作為正極幾乎不導(dǎo)電，故稱之為閥金屬。實驗表明，用鈦做板柵比鉛基板柵在正極活性物質(zhì)的利用率要高出2-3.5倍，而鉛的比重(11.34)比鈦的比重(4.5)要高出2.5倍以上，因此用鈦做的板柵在減輕極板重量和提高活性物質(zhì)利用率兩方面技術(shù)效果顯著。本發(fā)明鈍化工藝有效克服了氧化膜的再生成，使鈦板柵有良好的導(dǎo)電性。
由以上可知，本發(fā)明既保持了鉛酸蓄電池的優(yōu)點，又具有重量輕、容量大等特點，它的重量僅為同體積鉛酸蓄電池的三分之一左右；而電容量卻比普通鉛蓄電池大2倍以上；造價僅為鋰電池的40％，為燃料電池的十幾分之一；比鋰電池、鎘鎳電池、鎳氫電池等生產(chǎn)過程的污染小得多，且容易處理，不致造成二次污染。本發(fā)明可做成系列產(chǎn)品，廣泛應(yīng)用于電動自行車、電動汽車、飛機、潛艇及各種車輛、船舶、艦艇、通訊設(shè)備、電廠、發(fā)電站、礦山、銀行、儲能等一切民用、國防需要電池的地方。


圖1是本發(fā)明電池的一種實施例局部縱向剖視結(jié)構(gòu)；圖2是圖1所示裝置的俯視結(jié)構(gòu)示意圖(局部剖視)；圖3是表示一種實施例正、負板柵相間設(shè)置及相應(yīng)匯流排的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4和圖5分別是一種實施例的正板柵和負板柵結(jié)構(gòu)圖。
在圖中1-外殼， 2-上蓋，3、15-連接頭，4-負板柵，5-正板柵，6-隔板，7-正板柵匯流排， 8-負板柵匯流排，9-極柱， 10-螺帽，11-密封膠， 12-電極插片，13-防爆帽， 14-極柱孔；16-串聯(lián)接頭。
具體實施例方式
實施例1按照附圖及上述結(jié)構(gòu)的鈦鋁動力電池，整體尺寸(長×寬×高)為220×150×150mm，外殼1和上蓋2用塑料制成，外殼1內(nèi)腔分隔為3×2形式的六格(六個獨立電池室)，匯流排7、8為鋁材制作，極柱用不銹鋼，電極插片12為銅材，每個單元電池采用11片正板柵和12片負板柵，各板柵主體大小均為43×67mm，厚1mm，分別用鈦、鋁制作。單元電池電壓2V，整體電池輸出電壓12V。
實施例2鈦板柵鈍化步驟(1)用常規(guī)汽油脫脂(浸泡后擦拭干凈)；(2)將板柵投入浸蝕液中，室溫下浸蝕約4分鐘；(3)進行酸性鍍銅，鍍層厚1.5μm；(4)在氮氣環(huán)境中，600℃條件下加熱2小時，即可。
權(quán)利要求
1.一種鈦鋁動力電池，有帶上蓋2的外殼1，該外殼1內(nèi)腔經(jīng)隔板6分隔為二個或二個以上獨立的單元電池室且內(nèi)充電解液，每個單元電池室中設(shè)有多片相間排列的正板柵5和負板柵4，所述各正板柵5經(jīng)頂部的連接頭3同正板柵匯流排7相連接，所述各負板柵4經(jīng)頂部連接頭15同負板柵匯流排8相連接，所述各正板柵5和負板柵4涂有鉛膏且每相鄰兩正、負板柵5、4之間設(shè)有絕緣層而由此構(gòu)成單元電池，各單元電池依次串聯(lián)組成整體電池且其首、尾兩端分別同相應(yīng)極柱相連接而成為整體電池的正、負極，其特征是，所述正板柵5為金屬鈦板柵，所述負板柵4為金屬鋁板柵。
2.一種鈦鋁動力電池的生產(chǎn)工藝，其特征為，將金屬鈦板柵表面氧化層去除后，進行鈍化處理，再涂鉛膏。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述鈦鋁動力電池的生產(chǎn)工藝，其特征是，所述鈦金屬板柵的去除表面氧化層和鈍化工藝步驟是(1)用汽油脫脂(除去表面油脂)；(2)將板柵投入浸蝕液中，室溫條件下浸蝕3-5分鐘；(3)進行酸性鍍銅，鍍層厚1-3μm；(4)在惰性氣氛中，于500℃-700℃溫度下加熱1.5-3小時。所述浸蝕液的組成是氫氟酸(HF＝40％) 60ml/L；鹽酸 250ml/L；氟化鈉 50g/L；將上述三種溶液混合即得。
全文摘要
一種鈦鋁動力電池，外殼1內(nèi)各單元電池室內(nèi)充電解液并有多片相間排列的正板柵5和負板柵4，各正板柵5同匯流排7連接，各負板柵4同匯流排8連接，板柵5和4涂有鉛膏且相鄰兩板柵5、4之間有絕緣層而構(gòu)成單元電池，各單元電池串聯(lián)組成整體電池且其首、尾兩端為電池的正、負極，正板柵5為金屬鈦板柵，負板柵4為金屬鋁板柵。一種鈦鋁動力電池生產(chǎn)工藝，其步驟是用汽油脫脂；室溫條件下浸蝕3－5分鐘；鍍銅；在惰性氣氛中，于500℃－700℃下加熱約小時。本發(fā)明既保持了鉛酸蓄電池的優(yōu)點，又具有重量輕、容量大、價格低的特點，可廣泛應(yīng)用于電動自行車、電動汽車等各種民用、國防需要電池的地方。
文檔編號H01M4/73GK1734824SQ20041004665
公開日2006年2月15日 申請日期2004年8月12日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月12日
發(fā)明者張楚楩 申請人:張楚楩