專利名稱：一種納米碳材料制備的蓄電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鉛酸蓄電池領(lǐng)域，發(fā)明解決的課題是在鉛酸蓄電池的陽極表面用多孔性質(zhì)的碳質(zhì)材料或石墨氈覆蓋。在石墨氈與陽極板面加入帶負(fù)電荷，比表面積860m2/0，多孔度58％，碳粒徑≤15mm的活化劑。制造出性能迢群，使用壽命長、重量輕、容量大能短時間大電流充電，放電的新型鉛酸蓄電池。
背景技術(shù)：
1、目前，密封型鉛酸蓄電池在電動汽車、自行車上的應(yīng)用正在日益擴(kuò)大。在這類應(yīng)用領(lǐng)域中，為了提高能源的利用率，在制動時，或在人路時，作為提高對能量進(jìn)行回收率的再生充電技術(shù)是很重要的，即提高再生發(fā)電的充電效率是很重要的，通常，由于在車輛行駛過程中的再生充電要在數(shù)秒至數(shù)十秒的短時間內(nèi)完成，為了在這一短時間內(nèi)，積蓄盡可能多的能量，必須要有盡可能大的充電電流。但是，鉛酸電池的大電流的充電效率比較低，實(shí)際的再生電流限制了再生充電的進(jìn)行。
2、電池性能方面上的問題，①現(xiàn)鉛電池所需充電的時間過長(要用小電流長時間充電)。②不能用大電流短時間進(jìn)行充放電。③電池重量重。④容量低。
就上面存在的問題，若能制造出大電流充放電的蓄電池，就可為電動車提供了發(fā)展的空間，重量的減輕就能減少電動車的自身重量。
本

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所指的鉛酸蓄電池，是在正極板上加入了納米碳帶負(fù)電荷的活化劑，在正極板上加上石墨氈覆蓋，其產(chǎn)品就是鉛酸蓄電池。
1、鉛酸蓄電池的陽極表面用多孔性質(zhì)的碳材料，石墨氈材料覆蓋為特征所制造的鉛蓄電池。
2、鉛酸蓄電池的陽極表面用多孔性質(zhì)的帶負(fù)電荷的納米碳活化劑的碳粉末覆蓋為特征制造的鉛蓄電池。
3、本發(fā)明所指的多孔性質(zhì)的碳質(zhì)材料，是指有透水性的多孔性質(zhì)的薄片、氈材或碳質(zhì)粉末。盡管陽極和陰極之間通常是要用網(wǎng)眼狀的隔離物(絕緣材料)來隔開的，然而，薄片、氈材填充了陽極和隔離物(絕緣材料)之一間的間隙，覆蓋了陽極的表面。同時，碳質(zhì)粉末也同樣填充了陽極和隔離物(絕緣材料)之間的間隙，覆蓋了陽極的表面。由此結(jié)果，造成薄片、氈材與碳質(zhì)粉末對陽極上活性物質(zhì)的修補(bǔ)擠壓，起到了防止它們脫落的作用，并且因?yàn)檫@些薄片，氈材與碳質(zhì)粉末與陽極上的活性物質(zhì)，在電氣上是導(dǎo)通的，所以這部分的電位也與陽極的電位相等。薄片、氈材與碳質(zhì)粉末與陽極上的活性物質(zhì)，在電氣上是導(dǎo)通的，所以這部分的電位也與陽極的電位相等。薄片、氈材的尺寸，沒有必要大到把一個陽極板全部覆蓋，只要把數(shù)個陽極板疊起來進(jìn)行覆蓋就可以了。盡管薄片與氈材，可以利用紡織或非紡織成型的碳質(zhì)纖維來加工制作，也可以用多孔性質(zhì)的燒結(jié)物或用經(jīng)過微細(xì)加工的、帶微孔的板材來制作，都沒有關(guān)系，但是從孔面積的比例、柔軟性等方面考慮，最令人滿意的，是用碳質(zhì)纖維制成的薄片與氈材。不能將碳質(zhì)材料理解為所有碳質(zhì)材料，如結(jié)晶的、非晶質(zhì)的、天然的、人工的碳質(zhì)材料全部拿來就能用的，而是應(yīng)當(dāng)將它們通過燒結(jié)或燒結(jié)制成某種形狀來使用4、如前面所述，若將多孔性質(zhì)的碳質(zhì)材料覆蓋在陽極的表面，則可極大地提高其充電的分解力。把電池極板的數(shù)量從原來的陽極兩塊、陰極三塊組合，減少為陽極一塊、陰極兩塊的組合，也能得到約兩倍以上的充電量。
5、碳質(zhì)粉末若帶有電荷，就會分散、懸浮在水中。帶有負(fù)電的碳質(zhì)粉末就會分散、懸浮在鉛一酸蓄電池的電解液中。使用這種帶有負(fù)電、懸浮碳質(zhì)粉末的電解液，作為鉛一酸蓄電池的電解液，若將直流干擾電壓施加在陽極上，則多孔性質(zhì)的碳質(zhì)材料就會在陽極表面產(chǎn)生電極沉積，極大地提高電池的性能。另一方面，不帶電的粉末不會產(chǎn)生電極沉積，單靠物理上的覆蓋，是不能提高電池性能的。關(guān)于這一點(diǎn)，本發(fā)明人已經(jīng)在(專利申請，031050417號)的專利申請中進(jìn)行了說明。把這種帶有負(fù)電、懸浮碳質(zhì)粉末的電解液，作為上述的多孔性質(zhì)的碳質(zhì)電極的電解液，若施加直流干擾電壓，則碳質(zhì)粉就會在末多孔性質(zhì)的碳質(zhì)材料的表面、內(nèi)部的孔里以及陽極表面產(chǎn)生的電極沉積。其結(jié)果，要比只有碳質(zhì)材料覆蓋情況下的電池的充電、放電性能，有更進(jìn)一步的提高。
6、把帶負(fù)荷比表面種860m2/0，多孔度58％，碳粒徑≤15mm的碳活化劑，添加到蓄電池中去的情況下，若是置換了蓄電池中的一部分液體，則有不改變電解液液面的優(yōu)點(diǎn)。盡管可以在蓄電池液體的百分之幾到百分之百范圍內(nèi)轉(zhuǎn)換，但是轉(zhuǎn)換后的電解液含酸成分的濃度以不超過額定濃度的40％為好。懸浮液(碳質(zhì)粉末的水懸浮液)的碳質(zhì)濃度，根據(jù)電解時的電流大小或電解時間而變化，在本發(fā)明中使用的濃度來說，盡管沒有特別的限制，大體上以0.1％～0.5％(重量％)為控制值就可以了。重要的是在注入電解液時，以稀則多加一些，達(dá)到必要的量、濃則少一些來適當(dāng)補(bǔ)充即可。在電解液中所添加的碳質(zhì)粉末重量，達(dá)到電解液重量的0.01％～2％左右，就有足夠明顯的效果。主要技術(shù)特征充電特性充電容量可以提高兩倍以上。而且用10倍以上以往電流值來充電，也沒有明顯的溫度上升，因此，若要達(dá)到以往電池同樣的溫升，則可以在短時間(1/10的時間)內(nèi)充滿電。
放電特性，可達(dá)到2.5倍以上額定值的大電流放電，因此，可以將蓄電池用于普通的小型汽車(550cc)與3000cc級的經(jīng)柴油發(fā)動機(jī)為動力的汽車。
上，放電電壓也能提高。
(2)若在陽極上覆蓋碳質(zhì)氈的基礎(chǔ)上再一起使用膠體納火碳活化納，則可進(jìn)一步提高放電的電壓。
(3)若在陽極上覆蓋碳質(zhì)氈的基礎(chǔ)上再一起使用膠體電解液，與單獨(dú)使用膠體電解液相比，也可以增加放電容量。
本發(fā)明有以下效果1、放電量增加兩倍以上2、可以快速充電3、可以減少電極的數(shù)量，縮小蓄電池的體積。
4、不使用有害的化工原料，保證安全、無公害。
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圖1]圖1是本發(fā)明電池的放電曲線，A為本發(fā)明，B為原電池。
權(quán)利要求
1.發(fā)明屬于一種高性能、可大電流充放電、充電容量大、重量輕、不使用有害的化工原料、安全、無公害的制備方法。其特征在于它的制造工藝是在鉛酸電池陽極板面上覆蓋15mm的帶負(fù)荷碳粉劑。和正極與隔板間插入多孔石墨氈。
2.按照權(quán)利1所述加入碳劑量為電解液的0.5-1％。
3.按照權(quán)利1、2所述加入的石墨氈厚度為2mm。
4.按照權(quán)利1、2、3所述，將電池單元的2塊陽極板、3塊極陰極板，減去一塊陽極板，一塊陰極板，改為1陽2陰極板的組合，在陽極與絕緣隔板間，插入厚2mm的石墨氈添加碳納米活化劑。
全文摘要
本發(fā)明涉及鉛酸蓄電池領(lǐng)域，發(fā)明解決的課題是在鉛酸蓄電池的陽極表面用多孔性質(zhì)的碳質(zhì)材料或石墨氈覆蓋。在石墨氈與陽極板面加入帶負(fù)電荷，比表面積860m
文檔編號H01M10/12GK1487615SQ0315629
公開日2004年4月7日 申請日期2003年9月3日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月3日
發(fā)明者王祥西 申請人:深圳市朗智科技發(fā)展有限公司