專利名稱：電池用雙極性電極板的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電池極板制造領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種應(yīng)用于蓄電池的雙極性電極板的制備方法。
背景技術(shù)：
極板是鉛蓄電池的核心部分，它由導(dǎo)電骨架(通稱為柵板)和活性物組成。柵板的作用是支持活性物質(zhì)和導(dǎo)電集流，雖然柵板通常不參加電極的電化學(xué)反應(yīng)，但它的作用卻十分關(guān)鍵，如果柵板失效，往往意味著電池壽命的終止?；钚晕锏淖饔檬菂⒓踊瘜W(xué)反應(yīng)，并通過參與電化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生電流。傳統(tǒng)鉛蓄電池的極板分正極板和負(fù)極板。正極板上的活性物質(zhì)是深棕色二氧化鉛，負(fù)極板上的活性物質(zhì)是青灰色海棉狀鉛。在蓄電池充放電過程中，電能和化學(xué)能的相互轉(zhuǎn)換就是依靠極板上活性物質(zhì)和電解液中硫酸的化學(xué)反應(yīng)來實(shí)現(xiàn)的。二氧化鉛和鉛形成的原電池的電動(dòng)勢(shì)大約為2V。由于單片極板上的活性物質(zhì)數(shù)量少，所存儲(chǔ)的電量少，為了增大蓄電池的容量，通常將多片正、負(fù)極板分別并聯(lián)，用橫板焊接，組成正、負(fù)極板組。由于柵板腐蝕斷裂、活性物脫落等原因，傳統(tǒng)鉛蓄電池的極板使用壽命短，進(jìn)而造成鉛蓄電池的壽命較短和鉛蓄電池的比能量較低。眾所周知，化學(xué)電源裝置有雙極式結(jié)構(gòu)，即在一塊導(dǎo)電基板的兩面分別涂上正、負(fù)極活性物質(zhì)，人們稱之為——雙極性電極板。將若干塊雙極片疊在一起，中間加上電解質(zhì)， 即成了雙極式電池。試驗(yàn)結(jié)果表明，鉛蓄電池采用雙極結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，雙極性基底替代了柵板和電池內(nèi)部的連接，電流的流動(dòng)垂直于基底表面，由于基底截面積大和導(dǎo)電路程短，因而減小了電池內(nèi)阻，可以增加電池能量和功率密度。通常都是用鉛或者鉛合金來制作雙極板，即在一塊鉛或者鉛合金基板的兩面分別涂上正、負(fù)極活性物質(zhì)。但是，這種結(jié)構(gòu)有明顯的不足1、電池能量和功率密度的增幅有限， 特別是電池比能量；2、沒有從根本上解決極板易被腐蝕的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種電池用雙極性電極板的制備方法，以解決現(xiàn)有電池極板制備技術(shù)所制造出的極板使用壽命短、電池比能量低的問題。本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下 一種電池用雙極性電極板的制備方法，包括以下步驟
步驟a，將稱量好的重量百分比為70% 98%的亞氧化鈦粉料與重量百分比為IiI 30% 的粘合劑粉料進(jìn)行混合；
步驟b，在模具內(nèi)腔表面均勻地涂抹一層脫模劑，將混合好的粉料倒進(jìn)下模具內(nèi)腔，均勻地鋪平、壓實(shí)，然后將上、下模具合攏；
步驟c，將步驟b中裝料完畢的模具在溫度為150°C 300°C、壓力為3Mpa SMpa的條件下進(jìn)行緩慢熱壓；然后緩慢升壓至IOMpa 180MPa，持續(xù)熱壓15 120分鐘；步驟d，打開模具，取出模具內(nèi)經(jīng)熱壓后形成的板狀物，對(duì)板狀物進(jìn)行修邊整理。進(jìn)一步地，步驟b中，在模具內(nèi)腔表面均勻地涂抹一層脫模劑，將金屬箔片鋪在下模具內(nèi)腔表面中央位置上，然后將混合好的粉料倒進(jìn)下模具內(nèi)腔，均勻地鋪平、壓實(shí)后，將另一金屬箔片放在已經(jīng)鋪平的粉料的表面中央位置上，然后將上、下模具合攏。進(jìn)一步地，所述金屬箔片為純鉛箔片和/或鉛合金箔片。進(jìn)一步地，將修理好的板狀物的四邊用電鍍保護(hù)可剝膠保護(hù)起來，然后放入電解液中進(jìn)行電鍍，使板狀物的上表面和下表面的中央位置附著一層金屬膜。進(jìn)一步地，該方法還包括檢測(cè)步驟，將修邊整理好的和/或經(jīng)電鍍后形成的板狀物進(jìn)行電阻和導(dǎo)電率檢測(cè)，若板狀物的A面與B面之間的電阻小于ΙπιΩ，電導(dǎo)率大于 0. 2SOI1-1,則可作為電池用雙極性電極板。進(jìn)一步地，步驟a中，所述的亞氧化鈦包含以下重量百分比的成分=Ti4O7 70% 98% 和 Ti5O9 2% 30%。進(jìn)一步地，步驟a中，亞氧化鈦粉料與粘合劑粉料混合時(shí)加入微量偶聯(lián)劑和/或固化劑。進(jìn)一步地，步驟a中，所述的粘合劑為熱塑性樹脂和/或熱固性樹脂。進(jìn)一步地，所述熱塑性樹脂為聚偏氟乙烯(PVDF)樹脂、丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物(ABS)樹脂、聚氧化乙烯(PEO)中的一種或幾種的混合；所述熱固性樹脂為酚醛樹脂、 和/或酚醛環(huán)氧樹脂、和/或環(huán)氧樹脂。本發(fā)明的有益效果為顯著改進(jìn)了雙極性電極板的制造工藝，可以更方便、更有效地生產(chǎn)雙極性電極板，且生產(chǎn)出的電極板使用壽命長(zhǎng)，減少了鉛的使用量，進(jìn)而有效地提高了蓄電池的使用壽命和電池比能量。
具體實(shí)施例方式以下對(duì)本發(fā)明的原理和特征進(jìn)行詳細(xì)描述，所舉實(shí)例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。實(shí)施例一
一種電池用雙極性電極板的制備方法，包括以下步驟
步驟101，將稱量好的亞氧化鈦粉料86g與PVDF樹脂粉料33g混合，并加入偶聯(lián)劑2g， 一起放入混料機(jī)中進(jìn)行五分鐘的充分混合；
步驟102，在模具內(nèi)腔表面均勻地涂抹一層脫模劑，將金屬箔片(例如，純鉛箔片和/或鉛合金箔片)鋪在下模具內(nèi)腔表面中央位置上，然后將混合好的粉料倒進(jìn)下模具內(nèi)腔，均勻地鋪平、壓實(shí)后，將另一金屬箔片放在已經(jīng)鋪平的粉料的表面中央位置上，然后將上、下模具合攏；
步驟103，將步驟102中裝料完畢的模具放置于溫度為160°C 300°C、壓力為SMpa的熱壓機(jī)的壓板上進(jìn)行緩慢熱壓；然后將熱壓機(jī)緩慢升壓至12Mpa，保持熱壓機(jī)的熱壓溫度， 持續(xù)熱壓40 60分鐘；
步驟104，從熱壓機(jī)中取出模具，并取出模具內(nèi)經(jīng)熱壓后形成的板狀物，對(duì)板狀物進(jìn)行修邊整理；
步驟105，將修邊整理好的板狀物進(jìn)行電阻和導(dǎo)電率檢測(cè)，若板狀物的A面與B面之間的電阻小于ΙπιΩ，電導(dǎo)率大于0.2km ^則可作為電池用雙極性電極板。其中，步驟101中，所述的亞氧化鈦粉料包含以下重量百分比的成分=Ti4O7 70% 98% 和 Ti5O9 2% 30%。所述的模具內(nèi)腔尺寸為長(zhǎng)160 mm、寬120 mm、高3 mm，中心部分設(shè)有14X 10個(gè) 10X10X1 mm凹面的棋格。實(shí)施例二
一種電池用雙極性電極板的制備方法，包括以下步驟
步驟201，將稱量好的亞氧化鈦粉料86g與酚醛樹脂粉料33g混合，并加入偶聯(lián)劑2g 和固化劑1. 5g，一起放入混料機(jī)中進(jìn)行五分鐘的充分混合；
步驟202，在模具內(nèi)腔表面均勻地涂抹一層脫模劑，然后將混合好的粉料倒進(jìn)下模具內(nèi)腔，均勻地鋪平、壓實(shí)，然后將上、下模具合攏；
步驟203，將步驟202中裝料完畢的模具放置于溫度為150°C 300°C、壓力為6Mpa的熱壓機(jī)的壓板上進(jìn)行緩慢熱壓；然后將熱壓機(jī)緩慢升壓至lOMpa，保持熱壓機(jī)的熱壓溫度， 持續(xù)熱壓60 90分鐘；
步驟204，從熱壓機(jī)中取出模具，并取出模具內(nèi)經(jīng)熱壓后形成的板狀物，對(duì)板狀物進(jìn)行修邊整理；
步驟205，將修邊整理好的板狀物的四邊用電鍍保護(hù)可剝膠保護(hù)起來，然后放入電解液中進(jìn)行電鍍，使板狀物的上表面和下表面的中央位置附著一層金屬膜；
步驟206，將經(jīng)電鍍步驟后形成的板狀物進(jìn)行電阻和導(dǎo)電率檢測(cè)，若板狀物的A面與B 面之間的電阻小于ΙπιΩ，電導(dǎo)率大于0.2km ^則可作為電池用雙極性電極板。其中，步驟201中，所述的亞氧化鈦粉料包含以下重量百分比的成分=Ti4O7 70% 98% 和 Ti5O9 2% 30%。所述的模具內(nèi)腔尺寸為長(zhǎng)160 mm、寬120 mm、高3 mm，中心部分設(shè)有14X 10個(gè) 10X10X1 mm凹面的棋格。在物理性能方面，亞氧化鈦物質(zhì)在室溫下具有良好的導(dǎo)電性能。在化學(xué)性能方面， 亞氧化鈦物質(zhì)與一般的工業(yè)用電極材料相比較，具有很高的化學(xué)穩(wěn)定性。本發(fā)明顯著改進(jìn)了雙極性電極板的制造工藝，可以更方便、更有效地生產(chǎn)雙極性電極板，且采用亞氧化鈦?zhàn)鳛樵?，生產(chǎn)出的電極板導(dǎo)電性和穩(wěn)定性好，減少了鉛的使用量，極板使用壽命長(zhǎng)，進(jìn)而有效地提高了蓄電池的使用壽命和電池比能量。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非用于限定本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種電池用雙極性電極板的制備方法，其特征在于，包括以下步驟步驟a，將稱量好的重量百分比為70% 98%的亞氧化鈦粉料與重量百分比為m 30% 的粘合劑粉料進(jìn)行混合；步驟b，在模具內(nèi)腔表面均勻地涂抹一層脫模劑，將混合好的粉料倒進(jìn)下模具內(nèi)腔，均勻地鋪平、壓實(shí)，然后將上、下模具合攏；步驟c，將步驟b中裝料完畢的模具在溫度為150°C 300°C、壓力為3Mpa SMpa的條件下進(jìn)行緩慢熱壓；然后緩慢升壓至IOMpa 180MPa，持續(xù)熱壓15 120分鐘；步驟d，打開模具，取出模具內(nèi)經(jīng)熱壓后形成的板狀物，對(duì)板狀物進(jìn)行修邊整理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池用雙極性電極板的制備方法，其特征在于，步驟b中，在模具內(nèi)腔表面均勻地涂抹一層脫模劑后，將金屬箔片鋪在下模具內(nèi)腔表面中央位置上，待混合好的粉料倒進(jìn)下模具內(nèi)腔，均勻地鋪平、壓實(shí)后，將另一金屬箔片放在已經(jīng)鋪平的粉料的表面中央位置上，然后將上、下模具合攏。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池用雙極性電極板的制備方法，其特征在于，將經(jīng)步驟d 后形成的板狀物的四邊用電鍍保護(hù)可剝膠保護(hù)起來，然后放入電解液中進(jìn)行電鍍，使板狀物的上表面和下表面的中央位置附著一層金屬膜。
4.根據(jù)權(quán)利要求1 3任一項(xiàng)所述的電池用雙極性電極板的制備方法，其特征在于， 還包括檢測(cè)步驟，將修邊整理好的和/或經(jīng)電鍍后形成的板狀物進(jìn)行電阻和導(dǎo)電率檢測(cè)， 若板狀物的A面與B面之間的電阻小于ΙπιΩ，電導(dǎo)率大于0.2km1，則可作為電池用雙極性電極板。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池用雙極性電極板的制備方法，其特征在于，步驟a中，所述的亞氧化鈦包含以下重量百分比的成分=Ti4O7 70% 98%和Ti5O9 2% 30%。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池用雙極性電極板的制備方法，其特征在于，步驟a中，所述的粘合劑為熱塑性樹脂和/或熱固性樹脂。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電池用雙極性電極板的制備方法，其特征在于，所述熱塑性樹脂為聚偏氟乙烯樹脂、丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物樹脂、聚氧化乙烯中的一種或幾種的混合；所述熱固性樹脂為酚醛樹脂、和/或酚醛環(huán)氧樹脂、和/或環(huán)氧樹脂。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池用雙極性電極板的制備方法，其特征在于，步驟a中，亞氧化鈦粉料與粘合劑粉料混合時(shí)加入微量偶聯(lián)劑和/或固化劑。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電池用雙極性電極板的制備方法，其特征在于，所述金屬箔片為純鉛箔片和/或鉛合金箔片。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電池用雙極性電極板的制備方法，包括混料步驟、鋪料步驟、熱壓步驟、取件/修件步驟和檢測(cè)步驟。在鋪料步驟中，在模具內(nèi)腔表面均勻地涂抹一層脫模劑，將金屬箔片鋪在下模具內(nèi)腔表面中央位置上，然后將混合好的粉料倒進(jìn)下模具內(nèi)腔，均勻地鋪平、壓實(shí)后，將另一金屬箔片放在已經(jīng)鋪平的粉料的表面中央位置上，然后將上、下模具合攏。該步驟中也可以采用不鋪墊金屬箔片的方式，直接鋪料。待極板成型后，再進(jìn)行電鍍步驟，使極板上、下表面的指定位置附著一層金屬膜。本發(fā)明改進(jìn)了雙極性電極板的制造工藝，可以更方便、更有效地制造雙極性電極板，且減少了鉛的使用量，電極板使用壽命長(zhǎng)。
文檔編號(hào)H01M4/22GK102208629SQ20111012999
公開日2011年10月5日 申請(qǐng)日期2011年5月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月19日
發(fā)明者王惠平 申請(qǐng)人:王惠平