[發明專利]一種蓄電池極板結構及其生產方法

有效

• 申請號: 201410388075.1
• 申請日: 2014-08-07
• 公開（公告）號: CN104157846A
• 公開（公告）日: 2014-11-19
• 發明（設計）人: 曹國防;楊宇光;許志強
• 申請（專利權）人: 深圳平樂新能源投資有限公司
• 主分類號: H01M4/14
• 分類號: H01M4/14;H01M4/68;H01M2/26;H01M4/20
• 代理公司: 北京博圣通專利事務所 11238
• 代理人: 楊非;黃薇

技術領域

本發明涉及蓄電池領域，特別涉及一種鉛酸蓄電池極板結構及其生產方法。

背景技術

目前，在鉛酸蓄電池領域，傳統所使用的鉛鈣合金板柵與金屬匯流排中含有大量的鉛，在澆鑄、化成、焊接階段造成了嚴重的重金屬鉛污染。

另外，鉛基活性物質的理論比能量為170w.h/kg，實際僅為理論比能量的1/5。比能量低的主要原因，一個是活性物質反應效率低于50％且質量僅40％；另一個是HSO₄^-離子受極板厚度，材質制約，板柵和其它非成流物質占近40％，活性物質、板柵質量、電解質密度之間的關系極不合理。

因此，需要從新材料、新工藝和新型結構設計的源頭來解決上述問題，否則，鉛酸蓄電池是很難有所突破。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術的不足而提供一種無污染、提高電池比能量、提高反應物質反應效率的蓄電池極板結構及其生產方法。

本發明的技術方案是：

一種蓄電池極板，包括：極耳、碳材料復合層、板柵，其特征在于：在所述極板的中間層設有極耳；在中間層的上、下層分別設有碳材料復合層；在碳材料復合層的上下外層分別設有板柵；所述的板柵上涂覆有鉛膏；經復合而成為蓄電池單塊極板。

其中，所述極耳由鉛、錫、銀金屬合金制成。

所述的極耳材料的厚度為0.8mm～1mm。

所述極耳的形狀為網狀結構，它包括：斜拉網、五邊形網、條形網。

所述極耳與蓄電池中反應物質的接觸面積不小于50㎝²。

所述碳材料復合層的厚度為0.1mm～0.8mm。

所述碳材料復合層，所選用的原材料包括：稻殼、秸稈。

所述的板柵為蜂窩結構，其蜂窩結構的孔包括：六邊形孔、五邊形孔、四邊形孔。

所述的板柵，采用導電高分子材料壓制而成。其中，所述導電高分子材料選用下列材料：導電ABS材料、聚苯胺材料、熱熔性環氧樹脂。

在所述的板柵內設有預留槽，以便于導線穿設連接。

所述蓄電池板柵與蓄電池中反應物質的接觸表面積大于600㎝²。

所述蓄電池板柵的質量小于40g。

所述蓄電池板柵的尺寸為：193.9mm×155.3mm×4mm；或為193.9mm×155.3mm×5mm。

所述蓄電池單塊極板的整體厚度小于6mm。

所述蓄電池單塊極板的總質量小于120g。

一種蓄電池極板的生產方法，其特征在于：它包括以下步驟：

A、蓄電池極板極耳的制備：

將重量比為60：37:3的鉛、錫、銀金屬合金，經熱澆注工藝，利用磨具制成網狀，即可得蓄電池極板極耳；

B、碳材料復合層的制備：

至少選用原材料的一種，它包括：稻殼、秸稈；將原材料混合后，在1850℃～2280℃溫度下，燒制而成為單相碳晶體；經超細雷蒙物化粉碎過250目篩，得碳晶體粉末；將單相碳晶體粉末中加入粘接劑；經織造工藝得到厚度為0.1-0.8mm的碳材料復合層；

C、導電高分子蓄電池板柵的制備：

將導電ABS材料、聚苯胺材料、熱熔性環氧樹脂，按5.8：1.2：1的摩爾比進行混合后造粒；然后利用模具在100□35％T/㎝²的壓強下，300℃高溫下，壓制得到導電高分子蓄電池板柵；

D、將所述的碳材料復合層熱壓覆蓋于蓄電池板柵表面；

將上述制備而成的板柵、碳材料復合層、極耳、碳材料復合層、板柵依次壓制復合；并在最外層板柵蜂窩結構內敷涂有鉛膏，即制成為蓄電池單塊極板。

其中，所述粘接劑，包括；熱熔型環氧樹脂。

本發明的蓄電池極板制作的二次電池，采用模塊化設計，可根據需求按電池的外觀大小進行組合或裁剪；同時，也可按其容量或電壓大小進行組合或連接。

本發明的優點在于：

1、由于本發明采用蓄電池板柵替代鉛酸蓄電池中的鉛鈣合金板柵，同時采用鉛、錫、銀金屬合金板耳，取代了鉛金屬匯流排，故大大減少了鉛酸蓄電池中的重金屬鉛的用量，節約50％以上，徹底消除了鉛酸蓄電池生產過程中所產生的鉛重金屬污染。