專利名稱：一種電動汽車用高容量鉛酸蓄電池的制作方法
一種電動汽車用高容量鉛酸蓄電池，屬電學(xué)類。
以往的鉛酸蓄電池分為二種第一種是正負(fù)極板均為涂膏式極板的蓄電池，主要用作起動電源；第二種是負(fù)極板為涂膏式，正極板為管子式極板的蓄電池，主要用作電動車牽引電源，照明電源，其它不間斷電源等。在使用過程中前者的涂膏式正極板活性物質(zhì)容易脫落，鉛膏間的結(jié)合力決定電池壽命，為提高壽命往往犧牲電池容量，為此活性物質(zhì)利用率不能超過60％。同時(shí)還存在非正常損壞因素，如正極板彎曲，劃破隔板造成短路，電池震動脫落鉛膏造成邊緣短路等。為此起動用鉛酸蓄電池在正常使用情況下，充放電深循環(huán)次數(shù)只有300到600次左右，使用壽命一到二年。管子式正極板由于纖維布包復(fù)活性物質(zhì)，鉛膏不存在脫落問題，但也存在瞬時(shí)放電能力差，不能用作強(qiáng)電流放電的起動電源，體積大，電池容量小，造價(jià)高的缺點(diǎn)。
本發(fā)明以起動式蓄電池中的涂膏式正負(fù)極板為基礎(chǔ)，應(yīng)用導(dǎo)電塑料取代合金鉛，制成正負(fù)極板板柵，再把導(dǎo)電塑料制成塑料粉沫和短纖維，接枝或涂上親水基團(tuán)，加入正極板鉛膏中，用作正極板活性物質(zhì)添加劑；又在涂膏式正極板表面包復(fù)(或涂復(fù))一層導(dǎo)電塑料制成的吸水性導(dǎo)電纖維薄膜，制成正負(fù)極板；再與隔板，導(dǎo)電塑料制成的連接件，樁頭，普通外殼等組成蓄電池。各零件連接方法采用導(dǎo)電塑料制成的膠粘劑粘接，或者用導(dǎo)電塑料熔膠焊接。蓄電池極板群采用緊裝配，給于正極板一個適當(dāng)?shù)臋C(jī)械壓力，該力通過隔板和包復(fù)(涂復(fù))層傳遞給活性物質(zhì)，延緩活性物質(zhì)中珊瑚狀結(jié)構(gòu)的形成和崩潰，阻止活性物質(zhì)的膨脹，抵消正極板的彎曲應(yīng)力，使涂膏式正極板中的活性物質(zhì)具有等同于管式正極板中活性物質(zhì)的工作環(huán)境。
本發(fā)明的主要技術(shù)特征有(一)正負(fù)極板板柵用導(dǎo)電塑料制成，在塑料板柵表面電鍍一層鉛薄膜，用以增加板柵與活性物質(zhì)的結(jié)合力，鍍層厚度每平方米2000克以下。
(二)在涂膏式正極板的活性物質(zhì)中加入導(dǎo)電塑料粉沫和纖維，在導(dǎo)電塑料粉沫和纖維上接枝或涂上親水性基團(tuán)使其具有吸液性，加入量在8％以下。
(三)改負(fù)極板鉛膏中添加劑滌綸纖維為吸水性導(dǎo)電塑料纖維。
(四)在涂膏式正極板表面包復(fù)(涂復(fù))一層導(dǎo)電塑料纖維薄膜，厚度在10mm以下，纖維接枝或涂上親水性基團(tuán)或高吸水性基團(tuán)。
(五)蓄電池極板群采用緊裝配，給予正極板以1MPa以下的壓力。
(六)正極板活性物質(zhì)中添加成孔劑，增加電極孔率，提高表面積。
本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)(一)高容量由于采用正極板包復(fù)薄膜和極板群緊裝配技術(shù)，鉛膏間的結(jié)合力不再是涂膏式極板壽命的決定因素。所以可以在正極板膏料中加入8％以下的導(dǎo)電劑和成孔劑，用以改善內(nèi)電阻分布，提高孔率，使活性物質(zhì)利用率從原有的55％提高到70％以上，特別是改合金鉛扳柵和連接件為導(dǎo)電塑料板柵和連接件后，使同容量涂膏式蓄電池重量減少三分之一以上，其重量比容量提高50％以上，20時(shí)率放電重量比容量達(dá)60WH/Kg以上，3時(shí)率放電重量比容量在45WH/Kg以上。(二)長壽命由于在涂膏式正極板上包復(fù)(涂復(fù))薄膜和施加壓力，使正極板上的活性物質(zhì)具有與管式正極板中的活性物質(zhì)相同的工作環(huán)境，其使用壽命由隔板和板柵的腐蝕速度決定，所以使用壽命可達(dá)五年以上，與管式蓄電池的壽命相同，是原有涂膏式蓄電池壽命的二倍。(三)具有快速充電能力和大電流放電能力由于電極外層包有導(dǎo)電薄膜，電極內(nèi)部具有大量的吸液能力的導(dǎo)電物質(zhì)和成孔劑，形成了鉛膏的高表面積，使本發(fā)明電極可以用大電流充電。
大電流通過包復(fù)層和板柵均勻分布于各區(qū)域的活性物質(zhì)上，高表面積可使充電時(shí)產(chǎn)生的電解質(zhì)及時(shí)擴(kuò)散，實(shí)現(xiàn)了快速充電，速度可提高一倍。
反過來，同時(shí)也有大電流放電能力。(四)密封性能好，自放電小由于導(dǎo)電塑料板柵經(jīng)鍍鉛后等同于純鉛電極，析氫過電位比鉛鈣電極高，利于密封，自放電小。(五)使用范圍廣由于具備上述優(yōu)點(diǎn)，本發(fā)明可應(yīng)用于目前鉛酸蓄電池在用的所有使用場合。特別適用于電動汽車，電動摩托車，電動自行車等中高速機(jī)車作牽引主動力電源。本發(fā)明的一種實(shí)施例如下圖一為蓄電池裝配圖，圖中(1)正極板.(2)負(fù)極板.(3)隔板.(4)極板群.(5)電池槽.(6)連接件.(7)樁頭.(8)擠壓板.(9)加液口。
圖二為正極板結(jié)構(gòu)圖，圖中(10)導(dǎo)電塑料板柵.(11)鉛膏.(12)導(dǎo)電塑料纖維包復(fù)(涂復(fù))薄膜.(13)極耳。
如圖一.二.示用導(dǎo)電塑料注塑成幅射狀板柵(10)，經(jīng)電鍍鍍鉛后，作為正負(fù)極板板柵(10)使用。負(fù)極板(2)鉛膏配比與普通涂膏式極板鉛膏相同，只是改變絳綸短纖維為吸液性導(dǎo)電塑料短纖維。用量為鉛粉的0.05％。正極板(1)內(nèi)鉛膏(11)配比為鉛粉100Kg，硫酸18L(密度1.12溫度25度)，吸液性導(dǎo)電塑料粉2Kg，吸液性導(dǎo)電纖維50g，成孔劑適量，水適量。膏料經(jīng)和膏后涂填到導(dǎo)電塑料板柵(10)上，再經(jīng)浸酸，固化，化成，干燥，切片程序后，正極板(1)包上由導(dǎo)電塑料纖維紡織制成的袋，作為導(dǎo)電塑料纖維包復(fù)(涂復(fù))薄膜(12)，袋口向著極耳(13)方向，用導(dǎo)電塑料制成的膠粘劑把袋口粘在板柵(10)框壁和極耳(13)上，或者用導(dǎo)電塑料熔膠焊接在板柵(10)框壁和極耳(13)上，制成了正極板(1)。然后把正極板(1)、負(fù)極板(2)、隔板(3)、連接件(6)，用導(dǎo)電塑料熔膠焊接裝配成極板群(4)，裝入電池槽(5)中，同時(shí)用擠壓板(8)擠緊極板群(4)，給予極板群(4)以0.5至1Mpa的壓力，再經(jīng)穿壁塑焊把極板群(4)連接成電池，電池經(jīng)封口，樁頭(7)焊接完成蓄電池裝配，加電解液后即可使用。
權(quán)利要求
1.一種電動汽車用高容量鉛酸蓄電池，由正極板(1)負(fù)極板(2)隔板(3)組成的極板群(4)裝入電池槽(5)中，再與連接件(6)樁頭(7)擠緊板(8)連接而成；其技術(shù)特征在于正極板(1)由導(dǎo)電塑料板柵(10)，鉛膏(11)，包復(fù)(涂復(fù))于板柵(10)外層的導(dǎo)電薄膜(12)組成；負(fù)極板(2)的板柵由導(dǎo)電塑料制成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的正極板(1)，其技術(shù)特征在于鉛膏(11)中加入8％以下的導(dǎo)電塑料粉沫和導(dǎo)電塑料纖維，最佳值2％-5％。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的正極板(1)，其技術(shù)特征在于鉛膏(11)中的導(dǎo)電塑料粉沫和導(dǎo)電塑料纖維接枝或涂上親水性基團(tuán)，使其具有吸液性。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的正極板(1)，負(fù)極板(2)，其技術(shù)特征在于導(dǎo)電塑料板柵涂復(fù)一層鉛薄膜，厚度每平方米2000克以下。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)電薄膜(12)，其技術(shù)特征在于導(dǎo)電薄膜(12)由導(dǎo)電塑料纖維制成，纖維接枝或涂上親水性基團(tuán)或高吸水性基團(tuán)，導(dǎo)電薄膜(12)厚度在10mm以內(nèi)，最佳值0.3-1mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉛酸蓄電池，其技術(shù)特征在于極板群(4)安裝在電池槽(5)中后用擠緊板(8)擠緊，給予正極板(1)1MPa以下的壓力。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉛酸蓄電池，其技術(shù)特征在于各連接件(6)與樁頭(7)由導(dǎo)電塑料制成。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉛酸蓄電池，其技術(shù)特征在于各零件用導(dǎo)電塑料制成的導(dǎo)電膠粘劑粘接，或者用導(dǎo)電塑料熔膠焊接。
全文摘要
一種電動汽車用高容量鉛酸蓄電池,用導(dǎo)電塑料取代合金鉛制成正負(fù)極板板柵(10);正極板鉛膏(11)內(nèi)添加大量導(dǎo)電塑料制成的吸液性導(dǎo)電粉沫和纖維;涂膏式正極板外包復(fù)導(dǎo)電塑料制成的導(dǎo)電薄膜(12)。制成的蓄電池重量比能量提高50%以上達(dá)60WH/kg,壽命提高二倍在五年以上,充電速度提高一倍在五小時(shí)以下,可使用于鉛酸蓄電池在用的所有使用場合,特別適用于電動汽車、摩托、自行車等中高速機(jī)車上作牽引電源。
文檔編號H01M10/12GK1322022SQ01103160
公開日2001年11月14日 申請日期2001年2月16日 優(yōu)先權(quán)日2001年2月16日
發(fā)明者夏振明 申請人:夏振明