[發(fā)明專利]板柵活性納米碳纖維

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711458117.4
• 申請(qǐng)日: 2017-12-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108336366A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-07-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 何幸華;李政文;黎少偉;何可立;馬俊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣州倬粵動(dòng)力新能源有限公司
• 主分類號(hào): H01M4/73
• 分類號(hào): H01M4/73;H01M4/68;H01M4/66;H01M4/583;H01M4/62
• 代理公司: 重慶強(qiáng)大凱創(chuàng)專利代理事務(wù)所(普通合伙) 50217
• 代理人: 王典彪

本發(fā)明屬于蓄電池技術(shù)領(lǐng)域，具體公開(kāi)了板柵活性納米碳纖維，包括納米碳纖維本體，所述納米碳纖維本體橫截面呈三角形，所述納米碳纖維本體包括芯材和固定在芯材表面的包覆層，所述芯材為納米碳纖維，所述包覆層包括鋅合金包敷料和復(fù)合材料，所述復(fù)合材料包括石墨纖維、聚丙烯和氮化硅。利用該板柵活性納米碳纖維制備得到的板柵具有高強(qiáng)度和高承載能力，避免活性物質(zhì)的脫落。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及蓄電池技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種板柵活性納米碳纖維。

背景技術(shù)

蓄電池最常用的電池之一，其工作原理是在充電時(shí)利用外部的電能使內(nèi)部活性物質(zhì)再生，把電能儲(chǔ)存為化學(xué)能，需要放電時(shí)再次把化學(xué)能轉(zhuǎn)換為電能輸出。

板柵是鉛酸蓄電池主要組成部件，約占電池總質(zhì)量的四分之一，板柵在蓄電池中的作用主要有三點(diǎn)：第一，作為活性物質(zhì)的載體，活性物質(zhì)涂覆在板柵上，活性物質(zhì)靠板柵來(lái)保持和支撐；第二，作為電流的傳導(dǎo)體起著集流、匯流和輸流的作用；第三，為極板的均流，使電流均勻分布到活性物質(zhì)中。板柵由極耳、邊框及邊框內(nèi)的縱橫交錯(cuò)排列的筋條構(gòu)成。由于其結(jié)構(gòu)的限制，目前的極板活性物質(zhì)與板柵的結(jié)合力不強(qiáng)，使用末期的活性物質(zhì)容易膨脹脫落，極易造成電池極板短路報(bào)廢故障的發(fā)生。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種板柵活性納米碳纖維，利用該板柵活性納米碳纖維制備得到的板柵具有高強(qiáng)度和高承載能力，避免活性物質(zhì)的脫落。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的基礎(chǔ)方案如下：板柵活性納米碳纖維，包括納米碳纖維本體，所述納米碳纖維本體橫截面呈三角形，所述納米碳纖維本體包括芯材和固定在芯材表面的包覆層，所述芯材為納米碳纖維，所述包覆層包括鋅合金包敷料和復(fù)合材料，所述復(fù)合材料包括石墨纖維、聚丙烯和氮化硅。

采用本基礎(chǔ)方案：板柵活性納米碳纖維包括芯材和包覆層，納米碳纖維具有許多優(yōu)良性能，納米碳纖維的強(qiáng)度和彈性模量高，比性能高，耐超高溫，耐疲勞性好，良好的導(dǎo)電性能，無(wú)蠕變，在有機(jī)溶劑、酸、堿中不溶不脹，耐蝕性突出。用納米碳纖維作為芯材，使板柵具有高強(qiáng)度和高強(qiáng)承載能力，使利用該板柵制成極板也具有很好的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和尺寸穩(wěn)定性。

本基礎(chǔ)方案的有益效果在于：

1.本發(fā)明申請(qǐng)的板柵活性納米碳纖維不含鉛，大大減少了鉛酸蓄電池中重金屬鉛的用量，大大減少了重金屬污染，安全、環(huán)保。

2.本發(fā)明申請(qǐng)中的板柵活性納米碳纖維具有雙層結(jié)構(gòu)，包括芯材和包覆層，包覆層中的石墨纖維、氮化硅的強(qiáng)度高，而聚丙烯增強(qiáng)了包覆層各組分之間的粘結(jié)性，使包覆層作為一個(gè)整體具有高強(qiáng)度；而納米碳纖維作為芯材，由于納米碳纖維的性能，芯材的強(qiáng)度、承載能力也極高，在芯材和包覆層的雙重作用下，保證板柵具有高強(qiáng)度和高強(qiáng)承載能力，因此，利用該板柵制成極板也具有極好的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和尺寸穩(wěn)定性。

3.本發(fā)明所提供的板柵活性納米碳纖維，在電池充放電過(guò)程中能夠保持其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不變，因此大大提高了板柵的抗蠕變能力，延緩了板柵長(zhǎng)大的進(jìn)程，使板柵表面的活性物質(zhì)與板柵之間的結(jié)合力不會(huì)受到破壞，防止了板柵表面活性物質(zhì)的脫落而導(dǎo)致電池失效，從而大大提高了電池的使用壽命。

4.芯材的碳纖維具有良好的導(dǎo)電性能，而包覆層中的石墨纖維和鋅合金包敷料共同配合，也能使包覆層具有優(yōu)良的導(dǎo)電性，芯材和包覆層保證了板柵具有良好的導(dǎo)電性能，確保板柵能夠正常起到集流、匯流和輸流的作用。

5.納米碳纖維本體的截面設(shè)置為三角形，與截面為圓形或者其他形狀的板柵活性納米碳纖維相比，將該板柵活性納米碳纖維編織成板柵后，板柵活性納米碳纖維與板柵活性納米碳纖維之間的間隙更多，涂布活性物質(zhì)時(shí)，活性物質(zhì)能夠更多的粘附在板柵上，而且板柵活性納米碳纖維與板柵活性納米碳纖維之間的間隙均勻分布且為斜面，涂布的活性物質(zhì)不易脫落。