一種長(zhǎng)壽命充電接受快速的超能蓄電池的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種長(zhǎng)壽命充電接受快速的超能蓄電池，屬于鉛蓄電池技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 作為二次電池的鉛蓄電池，與其他二次電池相比，高容量大功率輸出特性好、溫度 使用環(huán)境廣范、環(huán)保無(wú)污染、廢舊資源回收率高、安全系數(shù)高、且制造成本最低，所W廣泛使 用于汽車(chē)、摩托車(chē)和船艦的發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)，IPS不間斷電源的儲(chǔ)能和供電，太陽(yáng)能、風(fēng)能、地?zé)?能、潮軟能等自然能的開(kāi)發(fā)利用和電動(dòng)助力車(chē)、電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
[0003] 現(xiàn)在，城市污染氣體的排放中，汽車(chē)已占了 60%W上，世界各國(guó)都在尋找汽車(chē)代用 燃料。由于石油短缺日益嚴(yán)重人們都漸漸認(rèn)識(shí)到開(kāi)發(fā)電動(dòng)道路車(chē)的重要性，在使用石油和 其它能源的同時(shí)盡量降低廢氣的排放，希望開(kāi)發(fā)與之相適配的啟停蓄電池、電動(dòng)助力車(chē)用 蓄電池和電動(dòng)道路車(chē)輛用鉛蓄電池。
[0004] 然而，目前作為電動(dòng)助力車(chē)用、混合動(dòng)力汽車(chē)和純電動(dòng)汽車(chē)提供動(dòng)力電源的有裡 蓄電池、儀氨、燃料電池、憐酸裡鐵和鉛蓄電池，它們各有優(yōu)缺點(diǎn)，但相對(duì)而言，鉛蓄電池技 術(shù)成熟，安全系數(shù)高，制造成本低。但現(xiàn)有的鉛蓄電池在快速充電接受能力性能水平不高、 比能量低、W及生產(chǎn)和回收環(huán)境準(zhǔn)入的高要求等，還未能完全適配儲(chǔ)能系統(tǒng)、啟停汽車(chē)、電 動(dòng)助力車(chē)用、混合動(dòng)力汽車(chē)和純電動(dòng)汽車(chē)使用要求。其不足之處主要體現(xiàn)在W下幾個(gè)方面： 一、電動(dòng)助力車(chē)電池：（1)、生產(chǎn)過(guò)程中工藝要求程度高，特別是對(duì)一致性要求高，在分磨及 配組環(huán)節(jié)損耗高.使用過(guò)程中正板柵中添加的0.3%儒金屬對(duì)人體及環(huán)境危害大。（2)、一 般的一組48V電池在30公斤左右，體積大、比能量低，活性物質(zhì)的利用率只有40%左右。 (3)、充電時(shí)間長(zhǎng)，一般市售的電池充電時(shí)間大于12小時(shí)。（4)、行駛里程短，一般情況下充 足一次電只能行駛50公里左右。巧）、循環(huán)使用壽命短，充放電次數(shù)在400次W內(nèi)，從出廠到 壽命終止只能維持在1. 5年。二、管式電動(dòng)=輪車(chē)電池：（1)、此類(lèi)電池的生產(chǎn)環(huán)節(jié)的最大問(wèn) 題是環(huán)境污染大，因?yàn)槭褂玫氖遣＠w套管，灌粉環(huán)節(jié)粉塵對(duì)人體的危害較大。（2)、能量低， 一只市場(chǎng)銷(xiāo)售的28公斤的加水電池，容量大約在70AH左右，活性物質(zhì)的利用率只有34%左 右。（3)、充電效率低，因?yàn)楣苁诫姵氐奶匦裕潆姇r(shí)的倍率要達(dá)到10倍左右，充電時(shí)長(zhǎng)在20 小時(shí)左右。（4)、維護(hù)工作量大，在正常的使用的情況下，一個(gè)半月的時(shí)間就需補(bǔ)充一次水， 很多情況下電池報(bào)廢原因是液位下降造成的。巧）、質(zhì)保時(shí)間短，市售的電池一般質(zhì)保的時(shí) 間為6個(gè)月。=、USB閥控電池：（1)、此類(lèi)電池的生產(chǎn)環(huán)節(jié)主要問(wèn)題是工藝要求特殊，品類(lèi)繁 多，產(chǎn)出比低，損耗大，人員使用量大，不利于環(huán)保的控制。（2)、使用過(guò)程控制復(fù)雜，要求有 良好的充電控制條件，一般要求有專(zhuān)用的微處理裝置，由于其多使用玻璃纖維作為隔板，氧 化合能力較弱，所W很容易失水造成報(bào)廢。（3)、對(duì)于使用環(huán)境的要求較高，一般要求使用環(huán) 境溫度在25°C左右，因其使用的是貧液式的設(shè)計(jì)，對(duì)熱失控相對(duì)比較敏感，如果溫度過(guò)高也 容易造成電池失效。（4)、擱置時(shí)間短，閥控電池因?yàn)闀r(shí)濕荷電狀態(tài)，故擱置壽命最多兩年。 USB電池一般作為備用儲(chǔ)能電源，故日常使用維護(hù)投成本大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于提供一種長(zhǎng)壽命充電接受快速的超能蓄電池，能克服現(xiàn)有技術(shù) 的不足，解決鉛蓄電池的快速充電接受能力不足的問(wèn)題，并提高鉛蓄電池的綜合性能，發(fā) 揮蓄電池的更高效率，延長(zhǎng)蓄電池的使用壽命。
[0006] 本發(fā)明的目的是通過(guò)W下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的：一種長(zhǎng)壽命充電接受快速的超能蓄 電池，包括殼體，它還包括設(shè)置在殼體內(nèi)的多個(gè)放電單元、正導(dǎo)電匯流極、負(fù)導(dǎo)電匯流極W 及設(shè)置在殼體上的正電極外接端子和負(fù)電極外接端子，其中，放電單元之間設(shè)置有隔板，放 電單元由多組具有電容特性電極的正極板、具有電容特性電極的負(fù)極板、位于正極板和負(fù) 極板之間的PVC-二氧化娃微孔隔板W及膠體電解質(zhì)組成，膠體電解質(zhì)填充在正極板、負(fù)極 板和PVC-二氧化娃微孔隔板之間，正導(dǎo)電匯流極將多個(gè)放電單元的正極板與正電極外接 端子相連，負(fù)導(dǎo)電匯流極將多個(gè)放電單元的負(fù)極板與負(fù)電極外接端子相連；
[0007] 所述的具有電容特性電極的正極板和負(fù)極板，其電極由含鉛基合金導(dǎo)電骨架結(jié) 構(gòu)和活性物質(zhì)組成，活性物質(zhì)由經(jīng)過(guò)稀±改性結(jié)晶、或W鉛為主要元素的鉛-稀±改性結(jié) 晶構(gòu)成的無(wú)序地分布結(jié)構(gòu)形成的集電網(wǎng)絡(luò)，其中，正極板的電極配方是在二氧化鉛含量為 78~85%的蓄電池正極配料基礎(chǔ)上，加入相當(dāng)原配方中鉛質(zhì)量比0. 15~1 %稀±改性結(jié)晶 及0.OOl~0. 1 %的硫酸儀負(fù)極板的電極配方是在二氧化鉛含量為78~85 %的蓄電池正 極配料基礎(chǔ)上加入相當(dāng)鉛質(zhì)量比0.Ol~0. 1 %的領(lǐng)酸鹽結(jié)晶及0. 008%~0. 08%的稀±改 性結(jié)晶，所述的稀±改性結(jié)晶或者鉛-稀±改性結(jié)晶是利用常規(guī)的凝膠滲雜法、燒結(jié)結(jié)晶 和水磨粉碎法制備而得；
[0008] 將上述的制作材料按比例在50~60°C的溫度環(huán)境下進(jìn)行和膏，經(jīng)填涂在鉛基合 金導(dǎo)電骨架上，再在50~60°C、相對(duì)濕度為85~95%的環(huán)境中固化4她，經(jīng)干燥水分< 1 % 時(shí)分板，組裝電池，經(jīng)9小時(shí)內(nèi)化成充電即得超能蓄電池電極板成品。
[0009] 所述的鉛基合金中還含有Sn、化或Si中的至少一種，其含量為鉛基合金重量的 0. 1 ~1%。
[0010] 所述的含鉛-稀±改性結(jié)晶的平均粒徑為0.Olym~500ym。
[0011] 所述的正極板的電極配方是按重量百分比其組份間的比例為鉛：錫：娃：石墨：聚 醋纖維：稀±改性結(jié)晶：硫酸儀等于1 :0.OOl~0.Ol:0.OOOl~0. 0015 :0. 002~0. 007 : 0. 04 ~0. 1 :0. 15 ~1 :0.OOl~0. 1。
[0012] 所述的負(fù)極板的電極配方是按重量百分比其組份間的比例為鉛：聚醋纖維：乙 烘黑：硫酸領(lǐng)：腐植酸：木素：鐵酸領(lǐng)：改性稀±粉等于1 :〇. 003~0. 008 :0. 1~0. 5 : 0. 6 ~1. 5 :0. 4 ~0. 8 :0. 15 ~0. 6 :0.Ol~0. 1 :0. 008 ~0. 08。
[0013] 將現(xiàn)有蓄電池與本發(fā)明的超能蓄電池的正生極板、負(fù)生極板、正熟板W及負(fù)熟板 進(jìn)行電鏡掃描圖對(duì)比，通過(guò)圖3-圖10的對(duì)比可見(jiàn)，超能蓄電池的正生極板、負(fù)生極板、正熟 板W及負(fù)熟板的表面微觀形貌均比現(xiàn)有蓄電池相對(duì)規(guī)則、排列有序，更加有利于快速充電， 鉛蓄電池的綜合性能更佳。
[0014] 同時(shí)，對(duì)現(xiàn)有蓄電池與本發(fā)明超能蓄電池的綜合性能進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖 11-圖16的曲線圖，圖11為現(xiàn)有蓄電池的放電曲線圖，圖12為本發(fā)明的放電曲線圖，顯而 易見(jiàn)地，本發(fā)明的充電時(shí)間比現(xiàn)有蓄電池的容量增加了 4-6%，圖13為現(xiàn)有蓄電池的充電 曲線圖，圖14為本發(fā)明的充電曲線圖，分別從充電的電流、電壓、容量W及充電時(shí)間上去對(duì) 比，在蓄電池充滿(mǎn)的前提下，充電時(shí)間提高約50%，快速充電接受能力大大提高，同時(shí)在充 電過(guò)程中，電流和電壓相對(duì)于現(xiàn)有蓄電池而言較穩(wěn)定，提高了鉛蓄電池的綜合性能，圖15 為現(xiàn)有蓄電池與本發(fā)明超能蓄電池在正極電位的對(duì)比，圖16為現(xiàn)有蓄電池與本發(fā)明超能 蓄電池在負(fù)極電位的對(duì)比，明顯的，本發(fā)明的蓄電池的使用效率更高。
[0015] 本發(fā)明的有益效果在于：通過(guò)將含有改性稀±結(jié)晶、或W鉛為主要元素的鉛-改 性稀±結(jié)晶構(gòu)成的無(wú)序地分布結(jié)構(gòu)形成的集電網(wǎng)絡(luò)，含鉛基合金導(dǎo)電骨架結(jié)構(gòu)的電極作為 超能蓄電池的電極使用，解決了鉛蓄電池的快速充電接受能力不足的問(wèn)題，并提高了鉛蓄 電池的綜合性能，延長(zhǎng)了蓄電池的使用壽命，發(fā)揮了蓄電池的更高效率，能適應(yīng)儲(chǔ)能系統(tǒng)、 啟停汽車(chē)、電動(dòng)助力車(chē)、混合動(dòng)力汽車(chē)和純電動(dòng)汽車(chē)的使用要求。
【附圖說(shuō)明】
[0016] 圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017] 圖2為本發(fā)明的側(cè)面剖視圖；
[0018] 圖3為現(xiàn)有蓄電池正生極板的電鏡掃描圖；
[0019] 圖4為本發(fā)明超能蓄電池正生極板的電鏡掃描圖；
[0020] 圖5為現(xiàn)有蓄電池負(fù)生極板的電鏡掃描圖；
[0021] 圖6為本發(fā)明超能蓄電池負(fù)生極板的電鏡掃描圖；
[0022] 圖7為現(xiàn)有蓄電池正熟板的電鏡掃描圖；
[0023] 圖8為本發(fā)明超能蓄電池正熟板的電鏡掃描圖；
[0024] 圖9為現(xiàn)有蓄電池負(fù)熟板的電鏡掃描圖；
[0025] 圖10為本發(fā)明超能蓄電池負(fù)熟板的電鏡掃描圖；
[0026] 圖11為現(xiàn)有蓄電池的放電曲線圖；
[0027] 圖12為本發(fā)明超能蓄電池的放電曲線圖；
[0028] 圖13為現(xiàn)有蓄電池的充電曲線圖；
[0029] 圖14為本發(fā)明超能蓄電池的充電曲線圖；
[0030] 圖15為現(xiàn)有蓄電池與本發(fā)明超能蓄電池在正極電位的對(duì)比圖；
[0031] 圖16為現(xiàn)有蓄電池與本發(fā)明超能蓄電池在負(fù)極電位的對(duì)比圖。
[003引其中，1-殼體，2-放電單元，3-隔板，4-正導(dǎo)電匯流極，5-負(fù)導(dǎo)電匯流極，6-正電 極外接端，7-負(fù)電極外接端子，21-正極板，22-負(fù)極板，23-PVC-二氧化娃微孔隔板，24-膠 體電解質(zhì)。
【具體實(shí)施方式】
[0033] 下面結(jié)合附圖進(jìn)一步描述本發(fā)明的技術(shù)方