專利名稱：一種鉛酸電池板柵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本技術(shù)新型涉及一種鉛酸電池的鈦或鈦合金集流體，屬于化學(xué)工程領(lǐng)域。有望應(yīng)用于電動車、電動工具、脈沖發(fā)射以及軍工等領(lǐng)域的鉛酸電池。
背景技術(shù)：
能源是人類社會生存發(fā)展的基礎(chǔ)，從天然礦藏能源到電能的利用代表了科技發(fā)展的歷程。近代，特別是上一世紀(jì)人類社會的飛速發(fā)展，使得人類資源消耗量急劇增加，致使以石油為主的傳統(tǒng)化石能源日趨緊張，且造成大氣污染越發(fā)嚴(yán)重，尋求可持續(xù)發(fā)展的途徑、 保護(hù)自然資源和自然環(huán)境成為21世紀(jì)的嚴(yán)重挑戰(zhàn)。電能已經(jīng)成為人類社會不可或缺的一種潔凈的能源，任何其它資源利用一般都必須使用電能，電能的儲存、轉(zhuǎn)化、輸送都用到電池/電容技術(shù)。電動汽車(包括純電動車和混合電動車HEV)無污染、使用成本低且有望調(diào)諧電網(wǎng)系統(tǒng)夜間的谷電，成為目前的研究熱點(diǎn)和未來交通工具的發(fā)展趨勢。鉛酸電池因其原料資源豐富、價格低廉、制備、維護(hù)工藝成熟和安全性好等特點(diǎn)，在電動車上有較好的應(yīng)用前景， 但目前其比能量低、循環(huán)壽命短的缺點(diǎn)制約了其在電動車上的應(yīng)用。鉛蓄電池與鋰離子電池相比，能量密度低，其原因在于，用于電極板集流體的鉛或鉛合金比較厚重。用密度較小的鈦或鈦合金作集流體能提高電極板活性物質(zhì)的質(zhì)量比，進(jìn)而提高電池比能量。然而，鉛基活性物質(zhì)與鈦或鈦合金板結(jié)合疏松，在電池循環(huán)過程中易發(fā)生掉粉、脫落等現(xiàn)象，導(dǎo)致電池壽命較差。與普通板狀或箔狀集流體相比，多孔狀或拉網(wǎng)集流體具有更高的比表面積，因而能更好得與活性物質(zhì)接觸。此外，鉛膏具有自粘合的特性，多孔狀集流體可使得涂在兩面的鉛膏相互接觸，從而獲得更好的粘合性能，使電池獲得較好的循環(huán)壽命。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種炭質(zhì)鉛酸電池的鈦或鈦合金集流體，該集流體上有貫通電極板前后的孔道，能提高鉛酸電池的比能量和循環(huán)使用壽命。本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下一種鉛酸電池板柵，其特征在于該板柵1由集電極2 和隔柵3構(gòu)成，集電極與外電路連接傳導(dǎo)電荷，兩片隔柵3夾持一片集電極2。板柵1的厚度在0. 5 8mm。集電極2上有集電極貫通孔道4，孔形可以是圓形、橢圓形、多邊形、星形或它們的組合，每個孔道的橫截面積為0. 25 100mm2，孔間距為1 20mm，厚度為0. 04 2mm。隔柵3上有隔柵貫通孔道5，孔形可以是圓形、橢圓形、多邊形、星形或它們的組合，每個孔道的橫截面積為1 1000mm2，孔間距為1 20mm，厚度為0. 2 4mm。集電極2與隔柵3為鈦、鉭或它們的合金，其形狀為箔、薄帶或網(wǎng)狀，表面可以有TiOx或TaOx修飾薄膜。 另外，隔柵3為聚甲基戊烯、聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、尼龍、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、橡膠或硅橡膠，它們的混合材料，或?qū)щ娝芰?。本?shí)用新型提供的集流體優(yōu)點(diǎn)在于使得鉛酸電池具有更高比能量、長壽命的優(yōu)點(diǎn)。鈦或鈦合金集流體質(zhì)量輕，使得電極板活性物質(zhì)所占質(zhì)量比提高，從而獲得更高的比能量。集流體上的多孔結(jié)構(gòu)使得涂在兩面的鉛膏相互接觸，粘合緊密，抑制了掉粉、活性物質(zhì)脫落現(xiàn)象的發(fā)生，提高了壽命。

圖1為一種鉛酸電池板柵的示意圖圖2為一種鉛酸電池板柵的集流體結(jié)構(gòu)示意圖圖3為一種鉛酸電池板柵的格柵的結(jié)構(gòu)示意圖圖4為一種鉛酸電池板柵的示意圖其中1.板柵，2.集電極，3.隔柵，4.集電極貫通孔道，5.格柵貫通孔道。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1如圖2所示，將0. 04mm厚的鈦箔上打上直徑1. 5mm、間距2mm的六方均布圓孔4作為鉛酸電池板柵1的集電極2。該集電極2可作為鉛酸電池負(fù)極的板柵1的集電極2，當(dāng)該集電極2表面處理成Ti4O7表面膜后可作為鉛酸電池正極的板柵1的集電極2。如圖3所示，用硬質(zhì)聚丙烯注塑成具有IOmmX 14mm矩形格柵貫通孔道5、筋條寬ImmX 1mm、厚度2mm 的方形板框，作為鉛酸電池板柵1的隔柵3。將隔柵3和集電極2按照兩個隔柵3夾一個集電極2的方式疊層，熱合處理使兩個隔柵3和一個集電極2熱粘接成一體，即成鉛酸電池的板柵1，如圖1所示。實(shí)施例2如圖4所示，將Imm厚的鈦箔上沖擊出正反相間的方孔，沖出鈦箔平面的部分成梯形凸起。鈦箔平面作為鉛酸電池板柵1的集電極2，沖出鈦箔平面的梯形凸起部分鉛酸電池板柵1的隔柵3。其中鈦箔上沖擊出的方孔尺寸為5mmX 7mm、間距4mm，梯形凸起形成的平行于鈦箔平面的貫通孔尺寸為7mmX 1. 5mm，鉛酸電池板柵1的總厚度6mm。該板柵可直接作為鉛酸電池負(fù)極的板柵1，將該板柵表面處理成Ti4O7表面膜后可作為鉛酸電池正極的板柵1。實(shí)施例3如圖3所示疊層式鉛酸電池，鈦質(zhì)集流體1厚0. 3mm,為拉網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，拉網(wǎng)用鈦絲寬 5mm。該鉛酸電池比能量達(dá)50Wh/kg，80% DOD循環(huán)充放電1000次容量衰減25%。
權(quán)利要求1.一種鉛酸電池板柵，其特征在于該板柵⑴由集電極⑵和隔柵⑶構(gòu)成，集電極 ⑵與外電路連接傳導(dǎo)電荷，兩片隔柵⑶夾持一片集電極O)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉛酸電池的板柵，其特征在于該板柵(1)的厚度在0.5 8mm ο
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉛酸電池的板柵，其特征在于集電極( 上有集電極貫通孔道G)，孔形可以是圓形、橢圓形、多邊形、星形或它們的組合，每個孔道的橫截面積為 0. 25 100mm2，孔間距為1 20mm，厚度為0. 04 2mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉛酸電池的板柵，其特征在于隔柵C3)上有隔柵貫通孔道 (5)，孔形可以是圓形、橢圓形、多邊形、星形或它們的組合，每個孔道的橫截面積為1 IOOOmm2,孔間距為1 20mm,厚度為0. 2 4mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉛酸電池的板柵，其特征在于集電極( 為鈦、鉭或它們的合金，其形狀為箔、薄帶或網(wǎng)狀，表面可以有TiOx或TaOx修飾薄膜。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉛酸電池的板柵，其特征在于隔柵(3)為鈦、鉭或它們的合金，表面可以有TiOx或I^aOx修飾薄膜。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉛酸電池的板柵，其特征在于隔柵(3)為聚甲基戊烯、聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、尼龍、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、橡膠或硅橡膠，或?qū)щ娝芰稀?br> 專利摘要本實(shí)用新型為一種鉛酸電池的板柵結(jié)構(gòu)，包括鈦或鈦合金正極集流體和鈦或鈦合金負(fù)極集流體，該鈦或鈦合金集流體上有貫通電極板前后的孔道，孔道的形狀是圓形、多邊形或其它任何形狀。該集流體可用于疊層式或卷繞式鉛酸電池。該集流體可使得鉛酸電池具有優(yōu)良的脈沖響應(yīng)性能，能提高鉛酸電池的功率密度和循環(huán)使用壽命，有望應(yīng)用于電動車、電動工具、脈沖發(fā)射以及軍工等領(lǐng)域的鉛酸電池。
文檔編號H01M4/73GK202205847SQ201020619630
公開日2012年4月25日 申請日期2010年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月23日
發(fā)明者張文峰, 張 浩, 徐斌, 曹高萍, 楊裕生, 程杰 申請人:中國人民解放軍63971部隊(duì)