專利名稱：環(huán)保型氣體凈化固態(tài)蓄電池的制作方法
一百多年來鉛酸蓄電池已是家喻戶曉沿用至今的傳統(tǒng)產(chǎn)品，但是也存在一些對(duì)環(huán)境保護(hù)令人頭痛的酸霧和液體硫酸泄漏造成腐蝕的污染性。
近年代各種新型固體鉛酸蓄電池也不斷涌現(xiàn)，但仍存在不少問題有待解決。電解質(zhì)以硫酸為主要成份，加入固化劑硅酸，或加入添加劑成為兩性物質(zhì)，即呈酸性時(shí)成為H4SiO4，堿性時(shí)成為Si(OH)4當(dāng)在同一類型的蓄電池中以膠體電解質(zhì)代替H2SO4液態(tài)電解質(zhì)時(shí)，其容量下降至常規(guī)蓄電池的50％-80％。由于單分子硅酸為不帶電的中性分子，表面積很小。這種單分子硅酸極不穩(wěn)定，氧不能完全復(fù)合，水份損失較大，后期容量下降較快，高倍率及低溫電性能差，壽命短，不適應(yīng)深放電循環(huán)使用。
本發(fā)明技術(shù)與現(xiàn)有國內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)相比較具有如下特點(diǎn)一、本發(fā)明技術(shù)采用一種經(jīng)特殊處理后的金屬與有機(jī)電子導(dǎo)電聚合物復(fù)合而成電池的正、負(fù)電極，由正負(fù)電極和復(fù)合型碳元素微粒多元超強(qiáng)酸固態(tài)電解質(zhì)，及氣體凈化濾膜構(gòu)成電池，電池體積小重量輕。由于固態(tài)電解質(zhì)對(duì)電極有緊裝配作用，大電流放電容量及電壓性能優(yōu)良，因此電極抗震性能好，使用壽命長。
二、蓄電池內(nèi)上端有氣體凈化濾膜覆蓋，當(dāng)蓄電池內(nèi)排出污染性氣體時(shí)，氣體經(jīng)凈化濾膜過濾后，得到凈化，從而對(duì)空氣無污染性。
三、本發(fā)明的固態(tài)電解質(zhì)是由復(fù)合型碳元素多孔微粒材料吸附多無超強(qiáng)酸后而成，因此具有如下優(yōu)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(zhì)的利用率，在蓄電池中，可改善正極活性物質(zhì)的電導(dǎo)率、當(dāng)電池充放電時(shí)，固態(tài)電解質(zhì)中的電化溶融部分進(jìn)入正極板活性物質(zhì)參與電化學(xué)反應(yīng)，并隨著充放電反應(yīng)的進(jìn)行，溶融部分發(fā)生排出與進(jìn)入從而使活性物質(zhì)孔隙率增大，電池容量增加，同時(shí)能使活性物質(zhì)與板柵以及活性物質(zhì)顆粒之間的結(jié)合力，防止活性物質(zhì)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(fā)明的固態(tài)電解質(zhì)的導(dǎo)電性比一般傳統(tǒng)的液態(tài)電解質(zhì)更強(qiáng)，還適宜于改善鉛酸類蓄電池正極的活性物質(zhì)電導(dǎo)率，代替鉛酸蓄電池液體硫酸，消除了硫酸液體電解質(zhì)泄漏的腐蝕性，還能增強(qiáng)PbSO4隔離PbO2區(qū)和鄰近反應(yīng)區(qū)及板柵的連接性，使電化反應(yīng)能順利進(jìn)行，提高了活性物質(zhì)的利用率。
4、充放電循環(huán)后，微粒碳素多元超強(qiáng)酸物質(zhì)將進(jìn)出于正極，使正極保持高孔率，從而提高充放電效率，放電容量系數(shù)增大，放電倍率提高，在低溫高倍率放電時(shí)，其效果更為顯著。低倍率放電容量也能得到改善。
5、使用復(fù)合型微粒碳素多元超強(qiáng)酸固態(tài)電解質(zhì)后，電池內(nèi)阻下降，活性物質(zhì)比表面積增大，儲(chǔ)備容量和循環(huán)壽命提高。
6、能使初始容量增加，有利于蓄電池初始性能。
7、能使正極板因結(jié)晶造成過電勢及濃度化破壞作用減輕，提高電池循環(huán)使用壽命。
8、本發(fā)明蓄電池氣體凈化膜能保持固體電解質(zhì)水份，降低水份蒸發(fā)，同時(shí)對(duì)蓄電池內(nèi)產(chǎn)生的污染氣體有凈化作用，消除污染氣體對(duì)環(huán)境的污染，達(dá)到保護(hù)環(huán)境的目的。本發(fā)明的主要目的是通過如下技術(shù)實(shí)現(xiàn)的一種環(huán)保型氣體凈化固態(tài)蓄電池一、環(huán)保型氣體凈化固態(tài)蓄電池的制作技術(shù)(一)電極板的制作技術(shù)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(wǎng)(網(wǎng)距為0.6mm×0.6mm蜂窩狀板柵)鍍100μm厚鈦層。
②SnO280％，SbOx19％，IrO31％，有機(jī)導(dǎo)電聚合物適量。
B、工藝
將SnO3、SbOx、IrO3有機(jī)導(dǎo)電聚合物混合成膠體，涂布于鍍鈦板柵上，經(jīng)450℃熱分解，得干燥涂層。
(2)正極活性物質(zhì)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，以涂膏式涂在極板上，在60℃、80℃各段干燥30min，再用硫酸噴淋處理，于80℃干燥3～5min。
2、銅鉛合鍍負(fù)極板柵(1)負(fù)極板柵主要成份組成①鐵網(wǎng)(網(wǎng)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(fù)極活性物質(zhì)Pb粉100％，粘合劑適量B、工藝將Pb粉與粘合劑研磨成膏狀體，以涂膏方式涂在極板上，在60℃、80℃各段干燥30min。
(二)復(fù)合型碳元素微粒多元超強(qiáng)酸固態(tài)電解質(zhì)的制作技術(shù)1、復(fù)合型碳元素微粒制作工藝
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，本品為多孔的微粒干粉。
2、多元超強(qiáng)酸電解質(zhì)制作技術(shù)。
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、氣體凈化膜的制作技術(shù)。
將四氟乙烯、致孔劑、聚乙烯醇混合液涂布于人造棉上，經(jīng)60℃干燥。
(三)環(huán)保型氣體凈化固態(tài)蓄電池的制作技術(shù)1、組裝材料A部分塑料槽為蓄電池外殼體，按不同規(guī)格分為單體，由單體組成規(guī)格不同的蓄電池組。
B部分將非溶性正極板和銅鋁合鍍負(fù)極板以正、負(fù)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(nèi)1-6格及1-12格(或1-48格，1-96格)，每格內(nèi)安裝有上述正負(fù)極板，正負(fù)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(fù)極板串聯(lián)，第二格正極板與第三格負(fù)極板串聯(lián)，直到最后一格，相互串聯(lián)的極板均以極耳及連接條形式連結(jié)，接線端子分為正負(fù)極性。
(2)固態(tài)電解質(zhì)灌裝A、先將復(fù)合型碳元素多孔微粒干粉稱量，用震動(dòng)方式裝入塑料槽殼內(nèi)，同時(shí)充滿各正極板和負(fù)極板之間的空隙內(nèi)，直至裝完所稱量的干粉。
B、將多元超強(qiáng)酸電解質(zhì)量取定額后，灌注于槽殼內(nèi)，直至灌注完額定量。
C、待多元超強(qiáng)酸電解質(zhì)完全吸入，表面眼觀無余液時(shí)，將氣體過濾膜以密封形式覆蓋在上面，對(duì)蓄電池槽內(nèi)產(chǎn)生的污染性氣體進(jìn)行凈化過濾，使排出的氣體無污染性，并可防止電解質(zhì)水份揮發(fā)。
權(quán)利要求
一種環(huán)保型氣體凈化固態(tài)蓄電池，其特征在于一、環(huán)保型氣體凈化固態(tài)蓄電池的制作技術(shù)(一)電極板的制作技術(shù)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(wǎng)(網(wǎng)距為0.6mm×0.6mm蜂窩狀板柵)鍍100μm厚鈦層。②SnO280％，SbOx19％，IrO31％，有機(jī)導(dǎo)電聚合物適量。B、工藝將SnO3、SbOx、IrO3有機(jī)導(dǎo)電聚合物混合成膠體，涂布于鍍鈦板柵上，經(jīng)450℃熱分解，得干燥涂層。(2)正極活性物質(zhì)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，以涂膏式涂在極板上，在60℃、80℃各段干燥30min，再用硫酸噴淋處理，于80℃干燥3～5min。2、銅鉛合鍍負(fù)極板柵(1)負(fù)極板柵主要成份組成①鐵網(wǎng)(網(wǎng)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(fù)極活性物質(zhì)Pb粉100％，粘合劑適量B、工藝將Pb粉與粘合劑研磨成膏狀體，以涂膏方式涂在極板上，在60℃、80℃各段干燥30min。(二)復(fù)合型碳元素微粒多元超強(qiáng)酸固態(tài)電解質(zhì)的制作技術(shù)1、復(fù)合型碳元素微粒制作工藝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，本品為多孔的微粒干粉。2、多元超強(qiáng)酸電解質(zhì)制作技術(shù)。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、氣體凈化膜的制作技術(shù)。將四氟乙烯、致孔劑、聚乙烯醇混合液涂布于人造棉上，經(jīng)60℃干燥。(三)環(huán)保型氣體凈化固態(tài)蓄電池的制作技術(shù)1、組裝材料A部分塑料槽為蓄電池外殼體，按不同規(guī)格分為單體，由單體組成規(guī)格不同的蓄電池組。B部分將非溶性正極板和銅鋁合鍍負(fù)極板以正、負(fù)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(nèi)1-6格及1-12格(或1-48格，1-96格)，每格內(nèi)安裝有上述正負(fù)極板，正負(fù)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(fù)極板串聯(lián)，第二格正極板與第三格負(fù)極板串聯(lián)，直到最后一格，相互串聯(lián)的極板均以極耳及連接條形式連結(jié)，接線端子分為正負(fù)極性。(2)固態(tài)電解質(zhì)灌裝A、先將復(fù)合型碳元素多孔微粒干粉稱量，用震動(dòng)方式裝入塑料槽殼內(nèi)，同時(shí)充滿各正極板和負(fù)極板之間的空隙內(nèi)，直至裝完所稱量的干粉。B、將多元超強(qiáng)酸電解質(zhì)量取定額后，灌注于槽殼內(nèi)，直至灌注完額定量。C、待多元超強(qiáng)酸電解質(zhì)完全吸入，表面眼觀無余液時(shí)，將氣體過濾膜以密封形式覆蓋在上面，對(duì)蓄電池槽內(nèi)產(chǎn)生的污染性氣體進(jìn)行凈化過濾，使排出的氣體無污染性，并可防止電解質(zhì)水份揮發(fā)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種環(huán)保型氣體凈化固態(tài)蓄電池。本發(fā)明技術(shù)采用復(fù)合型正負(fù)極電極和復(fù)合型碳元素微粒多元超強(qiáng)酸固態(tài)電解質(zhì),及氣體凈化膜構(gòu)成電池。固態(tài)電解質(zhì)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(dǎo)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。氣體凈化膜消除了蓄電池產(chǎn)生酸霧對(duì)環(huán)境的污染,該發(fā)明蓄電池容量大,電性能好,壽命長。
文檔編號(hào)H01M10/12GK1251946SQ99124619
公開日2000年5月3日 申請(qǐng)日期1999年11月20日 優(yōu)先權(quán)日1999年11月20日
發(fā)明者許裕金 申請(qǐng)人:許裕金