專利名稱：12-tkm-160輕型坦克用高能量密封鉛酸蓄電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明提出一種12-TKM-160輕型坦克用高能量密封鉛酸蓄 電池，屬新型能源領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
GJB1724—1993標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定12-TKMA-110型坦克用鉛酸蓄電池 5個重要指標(biāo)是(l)電池體積為總長588mm，寬240mm，高240mm，(包括 端極柱)(2)電池重量(包括電解液)65kg， (3)20Ah率放電容量為110Ah， (4)330A 放電時間330秒，(5)-40。C條件下放電時間75秒。該電池裝備110型坦克巳有多 年。然而，隨著裝甲車，坦克車性能的不斷提高，坦克的發(fā)動機(jī)功率加大，起 動電流值提高，坦克內(nèi)電子控制系統(tǒng)不斷增加，耗電量也不斷提高，GJB規(guī)定 的110Ah電池已滿足不了新型坦克的需要，在一些新型坦克的設(shè)計中不得不增 加四只12V40Ah，按照標(biāo)準(zhǔn)的12V40Ah電池體積5.373dm3，要占據(jù)21.49dm3 的坦克內(nèi)空間。我軍最新一代坦克給予電池的空間僅為460mmx236mmx236mmx4=l02.48 dm3，在460mmx236mmx236mm的體積內(nèi)將電池的容量提高到160Ah，隨著新 技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)做到了，電池的體積比能量達(dá)到150wh/dmS是一個很高的指標(biāo)。 按照GJB要求，電池的重量是65kg，作到24V160Ah，重量比能量要59 wh/kg， 目前國內(nèi)外鉛酸電池的重量比能量只有30 40wh/kg，達(dá)到50wh/kg是美國先進(jìn) 電池聯(lián)合公司2015年的指標(biāo)。為此，達(dá)到59wh/kg必須采用創(chuàng)新的技術(shù)才可以。 本發(fā)明提出一種12-TKM-160輕型坦克用高能量密封鉛酸蓄電池，在 460mmx236mmx236mm的休積，65kg的重量條件下，將電池的容量提高160Ah。 本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的。電池正極板柵選用碳纖維和金屬鉛的復(fù)合材料，復(fù)合材料中金屬鉛的含量占20%，碳纖維占78%， 2%的粘合劑，復(fù)合材料的比重為4.046g/cm3，將復(fù)合 材料按照正板柵設(shè)計要求加工成正極板柵。在正板柵上面用化學(xué)鍍的方法鍍一 層60)im的金屬鉛，正板柵的寬為A，高為B，厚為H'，板柵邊框?qū)挒閍。負(fù)極板柵采用鈦合金，按照負(fù)板柵設(shè)計要求將鈦合金板加工成負(fù)極板柵， 在鈦合金板柵表面用化學(xué)鍍的方法鍍一層厚度為20pm的金屬鉛。負(fù)板柵的寬 為A，高為B，厚為b。電池正板活性物質(zhì)組合物為在100kg鉛粉中加入3電纖維300 卯0g，加入異性石墨200 500g，加入 晴綸短纖維200 300g，加入比重為1.25 1.26g/cm3的硫酸溶液10 14L，將正板活性物質(zhì)在和膏機(jī)中攪拌均勻，涂于正板柵上，'經(jīng)過固化、化成、干燥制成 正極板，正極板的厚度為H'。作一個厚度為0.4mm塑料框，塑料框的寬為A，高為B，塑料框邊框的寬 為a，在塑料框的兩邊涂上粘合劑，將兩片厚度為H'的正極板粘在塑料框兩 偵'J，制成中間有0.4mm間隙，兩邊為厚度H'的正極板，在0.4mm的間隙中注入 含膠量為6 8%的膠體電解液，成為一片組裝電池的正極板，正極板的厚 度為2H'+0.4mm。負(fù)板活性物質(zhì)組合物為在100kg鉛粉中加入BaSO45 00 900g，加入腐殖酸300 600g，加入a 、 0萘酸3OO 6OOg，加入導(dǎo)電纖維200 600g，加入LignosolTSD 200 800g，加 入AlkanolXC 100 800g，加入比重為1.25g/cm3的硫酸溶液10 15L，將上述負(fù) 極活性物質(zhì)組合物在和膏機(jī)中攪拌均勻，涂于負(fù)極板柵上，經(jīng)過固化、化成、干燥制成負(fù)極板。用N片厚度為2 H'+0.4mm的正極板N+l片負(fù)極板中間加入隔膜，用匯流排 焊接在一起制成極群裝入電池殼內(nèi)，加電池蓋密封后注入電解液。電解液的組成為在100kg比重1.30 1.32g/cr^的硫酸溶液中加入0.01 0.r^次亞磷酸鈉，加入0.01 0.05%Na2SO4。


圖1:尺寸為A BH'的板柵； 圖2:尺寸為A B H'的正極板； 圖3:厚度為0.4mm的塑料框；圖4:在塑料框兩邊圖粘合劑，將兩片厚度為H'的正極板站在兩側(cè)； 圖5:在0.4mm的間隙加入含膠量為6.8%的膠體電解液。
具體實施例方式實施例制作12-TKM-160輕型坦克用高能量密封鉛酸蓄電池；正極板柵尺寸為寬106mm，高182mm，厚1.4-Q.12mm的碳纖維復(fù)合材料， 制成正板柵，正板柵邊框?qū)挒?.8mm，用化學(xué)鍍的方法在碳纖維板柵上鍍一層 60lim的金屬鉛。在100kg鉛粉中加入導(dǎo)電纖維300g，加入異性石墨300g，加入晴綸短纖維 200g,加入比重為1.26g/crrf的硫酸溶液12L，在和膏機(jī)中攪拌均勻，涂于正板 柵上，經(jīng)過固化、化成、干燥制成正極板。用一個塑料框，塑料框的寬為106mm，高182mm，厚0.4mm，塑料框邊框?qū)挒?.8mm。在塑料框的兩邊涂上粘合劑，將兩片1.4mm厚的正極板粘在塑料 框的兩邊，在0.4mm的間隙中注入7%含膠量的膠體電解液，用以組裝電池。 正極板厚度為3.2mm。用鈦合金制成負(fù)極板柵，尺寸為寬106mm，高182mm，厚2.2.。.。4皿用化學(xué)鍍的方法，在負(fù)極板柵上鍍一層2(Vm的金屬鉛。 負(fù)極活性物質(zhì)組合物為在100kg鉛粉中加入BaSO4700g，加入腐殖酸500g，加入a、 P萘酸500g， 加入導(dǎo)電纖維300g，加入Lignosol TSD 300g，加入Alkanol XC 400g，加入比重 為1.25g/cm3的硫酸溶液12L，在和膏機(jī)中攪拌均勻，涂于負(fù)極板柵上，經(jīng)過固 化、化成、干燥制成負(fù)極板。用9片正極板，10片負(fù)極板，中間加入隔膜組裝成極群，裝入電池外殼后 加蓋密封后注入比重為.32g/cn^的硫酸溶液。硫酸溶液中含有0.05%次亞磷酸 鈉，0.02°/^《JNa2SO4。電池測試結(jié)果序 號測試項目GTB-1724-1993標(biāo)準(zhǔn)某軍工企業(yè)該專利制作電池1外形尺寸(mm)588x240x240588x240x240460x236x2362重量(帶電解液)65kg65kg65kg320h率放電容量llOAhllOAh162Ah4儲備容量190min190min360min330A放電時間330s330s660s6-40 °C 33 0A 放電時間75s75s180s權(quán)利要求
一種12-TKM-160輕型坦克用高能量密封鉛酸蓄電池，其特征在于電池正極板柵選用碳纖維和金屬鉛的復(fù)合材料，復(fù)合材料中金屬鉛的含量占20％，碳纖維占78％，2％的粘合劑，復(fù)合材料的比重為4.046g/cm3，將復(fù)合材料按照正板柵設(shè)計要求加工成正極板柵；在正板柵上面用化學(xué)鍍的方法鍍一層60μm的金屬鉛，正板柵的寬為A，高為B，厚為H′，板柵邊框?qū)挒閍；負(fù)極板柵采用鈦合金，按照負(fù)板柵設(shè)計要求將鈦合金板加工成負(fù)極板柵，在鈦合金板柵表面用化學(xué)鍍的方法鍍一層厚度為20μm的金屬鉛；負(fù)板柵的寬為A，高為B，厚為b；電池正板活性物質(zhì)組合物為在100kg鉛粉中加入導(dǎo)電纖維300～900g，加入異性石墨200～500g，加入晴綸短纖維200～300g，加入比重為1.25～1.26g/cm3的硫酸溶液10～14L，將正板活性物質(zhì)在和膏機(jī)中攪拌均勻，涂于正板柵上，經(jīng)過固化、化成、干燥制成正極板，正極板的厚度為H′；作一個厚度為0.4mm塑料框，塑料框的寬為A，高為B，塑料框邊框的寬為a，在塑料框的兩邊涂上粘合劑，將兩片厚度為H′的正極板粘在塑料框兩側(cè)，制成中間有0.4mm間隙，兩邊為厚度H′的正極板，在0.4mm的間隙中注入含膠量為6～8％的膠體電解液，成為一片組裝電池的正極板，正極板的厚度為2H′+0.4mm；負(fù)板活性物質(zhì)組合物為在100kg鉛粉中加入BaSO4500～900g，加入腐殖酸300～600g，加入α、β萘酸300～600g，加入導(dǎo)電纖維200～600g，加入Lignosol TSD 200～800g，加入Alkanol XC 100～800g，加入比重為1.25g/cm3的硫酸溶液10～15L，將上述負(fù)極活性物質(zhì)組合物在和膏機(jī)中攪拌均勻，涂于負(fù)極板柵上，經(jīng)過固化、化成、干燥制成負(fù)極板；用N片厚度為2 H′+0.4mm的正極板N+1片負(fù)極板中間加入隔膜，用匯流排焊接在一起制成極群裝入電池殼內(nèi)，加電池蓋密封后注入電解液；電解液的組成為在100kg比重1.30～1.32g/cm3的硫酸溶液中加入0.01～0.1％次亞磷酸鈉，加入0.01～0.05％Na2SO4。
全文摘要
本發(fā)明提出一種12-TKM-160輕型坦克用高能量密封鉛酸蓄電池。該電池的重量比能量達(dá)到59wh/kg，體積比能量150wh/kg，滿足了新型坦克起動及坦克電子控制系統(tǒng)用電的需要。
文檔編號H01M10/06GK101540415SQ20081005208
公開日2009年9月23日 申請日期2008年1月16日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月16日
發(fā)明者陳有孝 申請人:天津市豪升新能源技術(shù)研究所