一種閥控式鐵鎳蓄電池及制造方法技術

本發明專利技術公開了一種閥控式鐵鎳蓄電池及制造方法，該蓄電池的正電極采用泡沫鎳或沖孔鍍鎳鋼帶為基體，表面涂覆有氫氧化鎳、導電劑及添加劑組成的活性物質，極片用隔膜包覆后經熱封形成袋式結構。負電極采用泡沫鎳或沖孔鍍鎳鋼帶為基體，表面涂覆有四氧化三鐵、羰基鐵粉、活性炭纖維粉及添加劑組成的活性物質，極片用隔膜包覆后經熱封形成袋式結構。使用的電解液是由KOH、LiOH、Na2S的水溶液與高分子材料PVA及高吸水性樹脂PAAS交聯而成的凝膠狀液體。本發明專利技術解決了傳統鐵鎳電池功率密度低、失水率大的缺點，有效提高了電池的放電性能，延長了使用壽命。

【技術實現步驟摘要】
一種閥控式鐵鎳蓄電池及制造方法
本專利技術涉及蓄電池，尤其涉及一種閥控式鐵鎳蓄電池及制造方法。
技術介紹
現有技術中，鐵鎳蓄電池基本上還是延用電池極片為穿孔鋼袋式、電解液為流動富液式的開口型結構。這種結構的蓄電池體積大、比能量低、充放電效率低且容易失水，加速了電解液干涸，影響使用效果。在鐵鎳蓄電池極片采用拉漿式工藝后，電池的比能量和放電性能得到了提高，但是在非正常使用的情況下活性物質容易脫落，一則造成容量損失，二則會造成內部極片之間的微短路，降低了使用壽命。鐵鎳蓄電池高倍率放電性能差，主要原因是在大電流放電時鐵負極表面形成了大量的氫氧化物，阻礙了離子的進一步反應，導致了電極的鈍化。并且電池在使用長期使用后，極片組本身容易膨脹，導致電池容量衰減，使用壽命縮短，性能下降。
技術實現思路
本專利技術的目的是克服現有技術的不足，提供一種閥控式鐵鎳蓄電池及制造方法，利用活性炭纖維粉高比表面積形成的雙電層，顯現出非對稱超級電容的特性，改善了放電特性，并進一步提高了充電效率，解決了傳統鐵鎳電池比功率低的問題；活性炭纖維粉較大的長徑比，可在粘結劑的作用下提高電極極片的機械強度；將隔膜制成袋包式結構后，可防止活性物質的脫落和內部微短路現象；采用含有高分子材料及高吸水性樹脂材料的凝膠狀電解液后，減小了電解液的析氣量和失水率，有效延長了使用壽命。為了達到上述目的，本專利技術提供了如下技術方案：一種閥控式鐵鎳蓄電池，包括正極端子、負極端子、排氣閥栓、正極極片、正極極耳、負極極片、負極極耳、正極匯流極柱、負極匯流極柱、蓄電池槽、蓄電池槽蓋、電解液、隔膜袋，所述正極極片和負極極片交替疊放，所述正極極片和正極極耳構成正極極片組，所述負極極片和負極極耳構成負極極片組，所述正極極片組和負極極片組構成蓄電池單體，所述蓄電池槽內安裝有若干的蓄電池單體，所述蓄電池單體與蓄電池槽之間，以及相鄰的蓄電池單體之間均設有支撐結構，所述正極極耳相連到正極匯流極柱上，所述負極極耳相連到負極匯流極柱上，所述正級匯流極柱上端部分設有正極端子，所述負極匯流極柱上端部分設有負極端子，所述支撐結構包括槽板，所述槽板內設有截面為倒T型的通道，所述槽板的左右兩側分別活動連接第一支撐板和第二支撐板，所述槽板的上側活動連接清潔環，所述槽板內部設有彈性片，所述彈性片與清潔環固定連接，且與第一支撐板和第二支撐板相抵，所述正極極片和負極極片上均包有隔膜袋。進一步優選的，所述隔膜袋采用尼龍氈、維尼倫無紡布、聚乙烯輻射接枝膜或聚丙烯輻射接枝膜中的一種或幾種。進一步優選的，所述負極極片的活性物質中使用了活性炭纖維粉作為導電劑和增強劑，同時也作為非對稱超級電容器的功能材料。一種閥控式鐵鎳蓄電池的制造方法，包括步驟如下：1)采用泡沫鎳或沖孔鍍鎳鋼帶作為集流基體，活性物質組份由重量百比為90～95％覆鈷球形Ni(OH)2、4～6％石墨、1～4％CoO與含有1～3％PTFE、0.5～2％CMC組成的粘結劑攪拌混合，形成10000-25000CP粘度的漿料，經拉漿涂布均勻涂于集流基體上，經恒溫烘干后以20～30MPa的壓力進行輥壓，經裁片后用點焊機將導流條和正極極耳焊接到正極極片的一端，制得正極極片組；2)采用泡沫鎳或沖孔鍍鎳鋼帶作為集流基體，活性物質組份由重量百比為80～95％Fe3O4、2～8％羰基鐵粉、1～4％活性炭纖維粉、1～4％Bi2S3、1～4％Co(OH)2與含有1～3％PTFE、0.5～2％CMC組成的粘結劑攪拌混合，形成10000-25000CP粘度的漿料，經拉漿涂布均勻涂于集流基體上，經恒溫烘干后以20～30MPa的壓力進行輥壓，經裁片后用點焊機將導流條和負極極耳焊接到負極極片的一端，制得負極極片組；3)將隔膜袋的原材料覆蓋在正極極片、負極極片的正反兩個面上，用熱封口機或超聲波焊接機將周邊沿極片的大小尺寸進行熱熔封口，形成隔膜袋結構，將每一片正極極片和負極極片均包覆在其中；4)將包有隔膜袋的正極極片和包有隔膜袋的負極極片交替疊放，使多個正極極耳相重疊，并使多個負極極耳相重疊，由此構成蓄電池單體，并塞入到蓄電池槽中，正極極耳用螺栓或焊接的方法連接到正極匯流極柱，負極極耳用螺栓或焊接的方法連接到負極匯流極柱上，所述正極匯流極柱和負極匯流極柱上端部分分別穿過設有o型密封圈和墊片的蓄電池槽蓋并用螺母固定，作為正極端子和負極端子，然后對蓄電池槽和蓄電池槽蓋之間進行密封處理；5)將高分子材料PVA在90～100℃的去離子水中溶解后，加入吸水性樹脂PAAS攪拌混合，冷卻后再與氫氧化鉀、氫氧化鋰、硫化鈉的水溶液攪拌交聯30min,經陳化8h后，形成含有6～8mol·L-1KOH、10～30g·L-1LiOH、2～8g·L-1Na2S、5～20g·L-1PAAS、5～30g·L-1PVA成份的凝膠狀電解液；6)從蓄電池排氣口處抽真空并注入凝膠狀電解液，在25℃～45℃的環境中擱置12h以上后，裝上排氣閥栓，對電池進行充電化成作業。本專利技術的有益效果：利用活性炭纖維粉高比表面積形成的雙電層，顯現出非對稱超級電容的特性，改善了放電特性，并進一步提高了充電效率，解決了傳統鐵鎳電池比功率低的問題；活性炭纖維粉較大的長徑比，可在粘結劑的作用下提高電極極片的機械強度；將隔膜制成袋包式結構后，可防止活性物質的脫落和內部微短路現象；采用含有高分子材料及高吸水性樹脂材料的凝膠狀電解液后，減小了電解液的析氣量和失水率，有效延長了使用壽命。附圖說明附圖1是所述閥控式鐵鎳蓄電池的結構示意圖。附圖2是所述隔膜袋的結構示意圖。附圖3是所述支撐結構的結構示意圖。圖例說明：1、正極極片；2負極極片；3、隔膜袋；4、正極極耳；5、負極極耳；6、蓄電池槽；7、蓄電池槽蓋；8、正極匯流極柱；9、負極匯流極柱；10、正極端子；11、負極端子；12、電解液；13、排氣閥栓；90、支撐結構；91、槽板；92、第一支撐板；93、第二支撐板；94、清潔環；95、彈性片。具體實施方式下面我們結合附圖對本專利技術所述的一種閥控式鐵鎳蓄電池及制造方法做進一步的說明。如圖1至圖3所示，本實施例的一種閥控式鐵鎳蓄電池，包括正極端子10、負極端子11、排氣閥栓13、正極極片1、正極極耳4、負極極片2、負極極耳5、正極匯流極柱8、負極匯流極柱9、蓄電池槽6、蓄電池槽蓋7、電解液12、隔膜袋3，所述正極極片1和負極極片2交替疊放，所述正極極片1和正極極耳4構成正極極片組，所述負極極片2和負極極耳5構成負極極片組，所述正極極片組和負極極片組構成蓄電池單體，所述蓄電池槽6內安裝有若干的蓄電池單體，所述蓄電池單體與蓄電池槽6之間，以及相鄰的蓄電池單體之間均設有支撐結構90，所述正極極耳4相連到正極匯流極柱8上，所述負極極耳5相連到負極匯流極柱9上，所述正級匯流極柱8上端部分設有正極端子10，所述負極匯流極柱9上端部分設有負極端子11，所述支撐結構90包括槽板91，所述槽板91內設有截面為倒T型的通道，所述槽板91的左右兩側分別活動連接第一支撐板92和第二支撐板93，所述槽板91的上側活動連接清潔環94，所述槽板91內部設有彈性片95，所述彈性片95與清潔環94固定連接，且與第一支撐板92和第二支撐板93相抵，所述正極極片1和負極極片2上均包有隔膜袋3。所述隔膜袋3采本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.一種閥控式鐵鎳蓄電池，其特征在于：包括正極端子(10)、負極端子(11)、排氣閥栓(13)、正極極片(1)、正極極耳(4)、負極極片(2)、負極極耳(5)、正極匯流極柱(8)、負極匯流極柱(9)、蓄電池槽(6)、蓄電池槽蓋(7)、電解液(12)、隔膜袋(3)，所述正極極片(1)和負極極片(2)交替疊放，所述正極極片(1)和正極極耳(4)構成正極極片組，所述負極極片(2)和負極極耳(5)構成負極極片組，所述正極極片組和負極極片組構成蓄電池單體，所述蓄電池槽(6)內安裝有若干的蓄電池單體，所述蓄電池單體與蓄電池槽(6)之間，以及相鄰的蓄電池單體之間均設有支撐結構(90)，所述正極極耳(4)相連到正極匯流極柱(8)上，所述負極極耳(5)相連到負極匯流極柱(9)上，所述正級匯流極柱(8)上端部分設有正極端子(10)，所述負極匯流極柱(9)上端部分設有負極端子(11)，所述支撐結構(90)包括槽板(91)，所述槽板(91)內設有截面為倒T型的通道，所述槽板(91)的左右兩側分別活動連接第一支撐板(92)和第二支撐板(93)，所述槽板(91)的上側活動連接清潔環(94)，所述槽板(91)內部設有彈性片(95)，所述彈性片(95)與清潔環(94)固定連接，且與第一支撐板(92)和第二支撐板(93)相抵，所述正極極片(1)和負極極片(2)上均包有隔膜袋(3)。...

【技術特征摘要】
1.一種閥控式鐵鎳蓄電池，其特征在于：包括正極端子(10)、負極端子(11)、排氣閥栓(13)、正極極片(1)、正極極耳(4)、負極極片(2)、負極極耳(5)、正極匯流極柱(8)、負極匯流極柱(9)、蓄電池槽(6)、蓄電池槽蓋(7)、電解液(12)、隔膜袋(3)，所述正極極片(1)和負極極片(2)交替疊放，所述正極極片(1)和正極極耳(4)構成正極極片組，所述負極極片(2)和負極極耳(5)構成負極極片組，所述正極極片組和負極極片組構成蓄電池單體，所述蓄電池槽(6)內安裝有若干的蓄電池單體，所述蓄電池單體與蓄電池槽(6)之間，以及相鄰的蓄電池單體之間均設有支撐結構(90)，所述正極極耳(4)相連到正極匯流極柱(8)上，所述負極極耳(5)相連到負極匯流極柱(9)上，所述正級匯流極柱(8)上端部分設有正極端子(10)，所述負極匯流極柱(9)上端部分設有負極端子(11)，所述支撐結構(90)包括槽板(91)，所述槽板(91)內設有截面為倒T型的通道，所述槽板(91)的左右兩側分別活動連接第一支撐板(92)和第二支撐板(93)，所述槽板(91)的上側活動連接清潔環(94)，所述槽板(91)內部設有彈性片(95)，所述彈性片(95)與清潔環(94)固定連接，且與第一支撐板(92)和第二支撐板(93)相抵，所述正極極片(1)和負極極片(2)上均包有隔膜袋(3)。2.根據權利要求1所述的一種閥控式鐵鎳蓄電池，其特征在于：所述隔膜袋(3)采用尼龍氈、維尼倫無紡布、聚乙烯輻射接枝膜或聚丙烯輻射接枝膜中的一種或幾種。3.根據權利要求1所述的一種閥控式鐵鎳蓄電池，其特征在于：所述負極極片(2)的活性物質中使用了活性炭纖維粉作為導電劑和增強劑，同時也作為非對稱超級電容器的功能材料。4.一種閥控式鐵鎳蓄電池的制造方法，其特征在于：包括步驟如下：1)采用泡沫鎳或沖孔鍍鎳鋼帶作為集流基體，活性物質組份由重量百比為90～95％覆鈷球形Ni(OH)2、4～6％石墨、1～4％CoO與含有1～3％PTFE、0.5～2％CMC組成的粘結劑攪拌混合，形成10000-25000CP粘度的漿料，經拉漿涂布均...

【專利技術屬性】
技術研發人員：陸國明，田新軍，徐平，
申請(專利權)人：浙江高銘節能科技有限公司，
類型：發明
國別省市：浙江,33