超級電池極板制造技術

本發明專利技術提供了一種新型超級電池極板，采用化學鍍銀法對超級電池板柵進行鍍銀處理，增加了板柵的導電性和耐腐蝕性能。同時在正負極活性物質中加入了質量比0.1%～20%的高比表面積活性炭和質量比0.1～10%的丁苯膠乳或羥基丁苯膠乳，提高了極板的強度、韌性和高功率性能。用本發明專利技術超級電池極板組裝的超級電池產品大功率放電性能好、使用壽命長、制作成本低廉，滿足電動汽車等新興動力電源領域對高性能低成本儲能產品的需求。

Super battery plate

The invention provides a novel super battery polar plate, which adopts the chemical silver plating method to carry out silver plating on the super battery grid, thereby increasing the conductivity and the corrosion resistance of the grid. At the same time with the mass ratio of 0.1% to 20% of the activated carbon with high specific surface area and the ratio of 0.1 to 10% of the styrene butadiene latex or hydroxy styrene butadiene latex in the positive and negative electrode active material, improve the strength, toughness and high power performance plate. The performance of high power discharge assembled by the invention super battery plate super battery products, long service life, low production cost, power supply for electric vehicles to meet the emerging field of high performance and low cost storage products demand.

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種超級電池極板，屬于化學電源中的超級電池的制作

技術介紹
鉛酸蓄電池是在1859年由普蘭特(G. Plante)專利技術的，已經歷了近150多年的發展歷程，鉛酸蓄電池在理論研究方面，在產品種類及品種、產品電氣性能等方面都得到了長足的進步。鉛酸電池具有技術成熟、價格低廉、安全性高等傳統的突出優點，在交通、通信、 電力、軍事還是在航海、航空各個經濟領域，鉛酸蓄電池都得到了廣泛應用。但鉛酸電池在功率性能與循環性能方面與鎳-鎘電池、鎳-氫電池、鋰離子電池等新型電池仍存在一定差距，其循環壽命一般只有300 500次，普通鉛酸電池最大只能以IC 2C放電，在新興的電動汽車等領域已不能滿足使用要求。超級電池是近年來結合鉛酸電池與超級電容器兩者技術優勢發展起來的一種新型電源產品。它將超級電容器與鉛酸電池在電池的內部并聯使用，將雙電層電容器的高比功率、長壽命的優勢融合到鉛酸電池中，并保持鉛酸電池高比能量，低成本的優點。超級電池在電動自行車和蓬勃發展的電動汽車電源中具有極好的應用前景。由于超級電池開發的時間較短，目前的技術還不夠成熟，在實際應用的中性能還沒有達到較理想的狀態。CN101123139公開了一種超級蓄電池用雙性極板，它包括雙性正極板和雙性負極板，該雙性極板本身具有電池性與電容性，既可作為非對稱超級電容器的電極，又能作為電池的極板，這種雙性正極板和雙性負極板經組裝后成為一種高效率蓄電池。使用雙性極板制作的超級蓄電池其性能指標遠遠高于現有的蓄電池。在大電流放電性能上，超級蓄電池可以5C放電；在壽命方面超級蓄電池壽命2年以上。該專利技術的超級電池極板使用壽命偏短，同時其極板中加入了一定的含有銣、錫、銀等價格較高的金屬材料，成本較高。CN101556997公開了一種超級電池極板，包括正極板和負極板，所述的正極板原料由鉛粉、碳纖維、碳材料、短纖維和硫酸溶液組成，所述的負極板原料由鉛粉、PTFE、硫酸鋇、 腐植酸、木素磺酸鈉、碳纖維、碳材料、短纖維和稀硫酸組成，由該專利技術極板制成的超級電池具有高比功率和比能量，脈沖大電流充放電壽命長，低溫大電流放電比普通電池較好。但其主要應用于電動自行車領域，在電動汽車等應用領域使用壽命與大電流性能仍顯不足。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種具有較長使用壽命與較高功率性能并且成本較低的超級電池極板。本專利技術的技術方案是超級電池極板，包括正負極板柵和正負極活性物質，其改進之處是負極活性物質中加入質量百分比為0. 1% 20%的高比表面積活性炭和質量百分比為0. 1% 10%的丁苯膠乳，正極活性物質中加入質量百分比為0. 1% 20%的高比表面積活性炭和質量百分比為0. 1% 10%的丁苯膠乳或羥基丁苯膠乳，所述正負極板柵表面有鍍銀層。所述高比表面積活性炭的平均粒徑為1 10 μ m，比表面積為1500 2000 Ilf /g ； 所述鍍銀層為化學鍍銀層，鍍銀層厚度為0. 01 5 μ m ；所述丁苯膠乳和羥基丁苯膠乳為質量百分比濃度50%的水溶液，粘度為100 500mPaS。本專利技術采用化學鍍銀法對超級電池極板進行了鍍銀處理，鉛材質板柵表面增加了 0.01 5μπι薄層金屬銀，增加了板柵的導電性，由于鍍層的金屬銀化學性質穩定，提高了板柵耐腐蝕性能，延長了使用壽命。同時化學鍍層的厚度較薄，極板所使用的銀質量很少， 對極板增加的成本也很有限。活性物質中加入高比表面積活性炭能有效提高極板的導電能力和功率性能。丁苯膠乳Styrene-butadiene rubber latex (SBR)是一種不飽禾口的經類高分子化合物，由丁二烯和苯乙烯共聚而成。丁苯膠乳在超級電池極板中與鍍銀板柵具有很好的結合力，使極板活性物質緊密粘接在板柵表面，提高極板強度與韌性。丁苯膠乳是石油產業鏈中的一種下游產品，價格低廉可以降低超級電池產品成本。SBR的結構中仍含有不飽和雙鍵，抗氧化性略差，丁苯膠乳更適用于負極極板。羥基丁苯膠乳在SBR產品結構中引入了羥基，提高了粘結劑的抗氧化性能和親水性能，使得丁苯膠乳在正極極板中使用性能穩定， 同時極板活性物質具有一定韌性。采用本專利技術超級電池極板組裝的超級電池產品具有大電流充放電性能好、使用壽命長、制作成本低等優點，滿足電動汽車等新興動力電源領域對高性能低成本儲能產品的需求。具體實施例方式實施例一先將硝酸銀溶于去離子水中，配置成15g/L的硝酸銀溶液，邊攪拌邊慢慢加入濃氨水， 開始生成褐色的氫氧化銀沉淀，繼續加入過量的氨水時形成無色透明的銀氨絡合物溶液Ag (NH3) 20H。按常規方法制作鉛酸電池板柵，正極采用鉛銻錫合金、負極采用鉛鈣合金，將板柵放入鍍池中，倒入銀氨絡合物溶液，同時配置0. 5mol/L甲醛還原劑溶液，倒入鍍池中，攪拌均勻。銀氨絡合離子與還原劑作用還原成銀沉積于基體材料上，不停的攪拌溶液使鍍層厚度均勻，并控制鍍層厚度為2 μ m。達到所需厚度后取出板柵，用去離子水清洗板柵并烘干稱量IOOKg氧化度擬％鉛粉放入和膏機中，加入2Kg平均粒徑2μπι比表面積 1500m2/g的活性炭，石墨短纖維0. IKg,高純石墨lKg，開啟攪拌干態混合60分鐘。攪拌下逐步加入IOKg去離子水，然后加入0. 5Kg粘度IOOmPaS質量百分比濃度50%的丁苯膠乳水溶液，攪拌30分鐘。最后緩慢加入密度為1. 3g/cm3的硫酸10Kg，硫酸在3 5分鐘內加完， 同時通過水冷控制鉛膏溫度不超過55°C，加完酸后繼續攪拌10分鐘制得正極鉛膏。將和好的正極鉛膏涂布到正極板柵上，轉入固化房進行固化，固化溫度為60°C，濕度9896，固化完成后進行干燥制得超級電池正極極板。稱量IOOKg氧化度78%鉛粉放入和膏機中，加入20Kg平均粒徑10 μ m比表面積 1800m2/g的活性炭，石墨短纖維0. lKg，硫酸鋇0. 5Kg,高純石墨lKg，腐植酸0. lKg，木質素磺酸鈉0. 2Kg,開啟攪拌干態混合60分鐘。攪拌下逐步加入5Kg去離子水，然后加入0. 2Kg4粘度IOOmPaS質量百分比濃度50%的丁苯膠乳水溶液，攪拌30分鐘。最后緩慢加入密度為 1. 3 g/cm3的硫酸10Kg，硫酸在3 5分鐘內加完，同時通過水冷控制鉛膏溫度不超過55°C， 加完酸后繼續攪拌10分鐘制得負極鉛膏。將和好的負極鉛膏涂布到負極板柵上，轉入固化房進行固化，固化溫度為50°C， 濕度9596，固化完成后進行干燥制得超級電池負極極板。將制好的正負極極板用隔膜包覆并正負相間疊加，放入殼體內組裝成超級電池， 注入密度為1. 26g/cm3硫酸進行化成制得12V20Ah超級電池。將制成的超級電容器用張家港充放電測試系統進行檢測，產品以5C放電，放電時間達8分鐘，以IOC放電，放電時間仍在3分鐘以上。參照QC/T 742-2006《電動汽車用鉛酸蓄電池》測試方法，循環壽命達1160次。實施例二先將硝酸銀溶于去離子水中，配置成10g/L的硝酸銀溶液，邊攪拌邊慢慢加入濃氨水， 開始生成褐色的氫氧化銀沉淀，繼續加入過量的氨水時形成無色透明的銀氨絡合物溶液Ag (NH3) 20H。按常規方法制作鉛酸電池板柵，正極采用鉛銻錫合金、負極采用鉛鈣合金，將板柵放入鍍池中，倒入銀氨絡合物溶液，同時配置0. lm本文檔來自技高網...

【技術保護點】
１．一種超級電池極板，包括正負極板柵和正負極活性物質，其特征是負極活性物質中加入質量百分比為０．１％～２０％的高比表面積活性炭和質量百分比為０．１％～１０％的丁苯膠乳，正極活性物質中加入質量百分比為０．１％～２０％的高比表面積活性炭和質量百分比為０．１％～１０％的丁苯膠乳或羥基丁苯膠乳，所述正負極板柵表面有鍍銀層。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：蘇迎東，張華，凌付冬，許謙，
申請(專利權)人：南京雙登科技發展研究院有限公司，
類型：發明
國別省市：32