專利名稱：一種環(huán)保型自充電復(fù)合電極高能蓄電池方法
目前保護(hù)大自然，創(chuàng)造美好優(yōu)良的綠色環(huán)境，是人類的共同愿望，在尋找既經(jīng)濟(jì)使用又方便和安全的蓄電池，已有很久的歷史了，可是至今仍是一個(gè)空白科技領(lǐng)域?，F(xiàn)使用較為廣泛的電池要數(shù)鉛酸蓄電池，而鉛酸蓄電池又存在著體積大、電容量小、重量重，對(duì)近代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的需要無法適應(yīng)，加之鉛的毒害性，硫酸的腐蝕性，對(duì)環(huán)境的污染，對(duì)人體健康都不利。而目前以出現(xiàn)的堿性鎳鎘、鋅銀蓄電池又存在成品價(jià)格和使用壽命短的問題，鋰、氫一鎳蓄電池雖然電容量較一般蓄電池高，但存在一個(gè)使用的條件限制問題。氫—鎳蓄電池又存在一個(gè)氫高壓?jiǎn)栴}限制了使用條件。因此目前還無一種既經(jīng)濟(jì)，使用安全方便的蓄電池。
本發(fā)明技術(shù)與現(xiàn)有國(guó)內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)相比較具有如下特點(diǎn)一、本發(fā)明技術(shù)是由一種無毒金屬與非金屬有機(jī)電子導(dǎo)電聚合物復(fù)合而成正負(fù)電極，由正、負(fù)復(fù)合電極和復(fù)合型固態(tài)電解質(zhì)、自動(dòng)充電裝置組成電池。
1、電極的特性由于電極是由無毒金屬與非金屬有機(jī)電子導(dǎo)電聚合物復(fù)合而成，因此電極板抗震性能強(qiáng)，無膨脹效應(yīng)，解決了以往膏式電極活性物質(zhì)易脫落，不抗震的問題，因電極為有機(jī)復(fù)合電子導(dǎo)電聚物，其極板耐電化學(xué)腐蝕能力是一般純金屬活性物質(zhì)極板的30倍，所以使用壽命長(zhǎng)，極板為有機(jī)電子導(dǎo)電聚合物和無毒金屬?gòu)?fù)合而成，在電極板制作過程中加入了相應(yīng)的快離子導(dǎo)體成份，對(duì)電極導(dǎo)電性進(jìn)行改良后，其電導(dǎo)率提高了相當(dāng)于金屬的電導(dǎo)率1.5倍，因而其電池內(nèi)阻極低，且能以30～50的超高倍率放電，低溫性能良好。其電性能隨放電負(fù)荷溫度而變化的敏感性比其它系列電池小。電池電氣性能及力學(xué)性能非?？煽?。能以充電態(tài)或放電態(tài)長(zhǎng)期貯存，長(zhǎng)期貯存后經(jīng)簡(jiǎn)單容量恢復(fù)即可投入正常的使用工作。
2、電池的特性本技術(shù)所發(fā)明的電池為高功率、高能量(80～180Wh·/kg)能自動(dòng)充電的新型無污染的環(huán)保新電池，其比能量超過了現(xiàn)在廣泛使用的鉛酸蓄電池的比能量范圍(32W·h/kg～38W·h/kg)。鉛酸蓄電池因比能量低，不能適應(yīng)高功率放電領(lǐng)域和取代燃料的蓄電池汽車的應(yīng)用。而且對(duì)環(huán)境污染和人體損害都有一定的影響，因此從環(huán)境保護(hù)和有害于人類健康及現(xiàn)代先進(jìn)技術(shù)發(fā)展的需要而言，本技術(shù)電池的發(fā)明顯得極其重要。
本發(fā)明的主要目的是通過如下技術(shù)實(shí)現(xiàn)的一、環(huán)保型自充電復(fù)合電極高能蓄電池的制造技術(shù)1、復(fù)合電極的裝配連接工藝A、正極將經(jīng)過處理的200目以上的純石墨與復(fù)合型正極電極活性物質(zhì)及粘合劑混合經(jīng)壓片干燥等工序后，正極用1mm×10mm鋁---鉛金屬作為電極板聯(lián)橋，每一個(gè)聯(lián)橋根據(jù)蓄電池設(shè)計(jì)要求，設(shè)定一定數(shù)量極板端卡槽，用燃?xì)馊酆阜▽⒖ú叟c電極板連結(jié)成一個(gè)單體蓄電池。
B、負(fù)極將經(jīng)過微波特殊處理的無毒堿士金屬及特殊處理的快離子導(dǎo)體復(fù)合材料混合后，經(jīng)壓片，致孔劑致孔而成的，負(fù)極用1mm×10mm的鋁---鉛金屬為電極板聯(lián)橋，每一個(gè)聯(lián)橋按蓄電池設(shè)計(jì)要求，設(shè)定一定數(shù)量極板端卡槽，用燃?xì)夂附臃▽⒖ú叟c電極板連結(jié)成一個(gè)單體蓄電池。
2、蓄電池的組裝(1)將正、負(fù)極板按高、中、低倍率放電要求，以2.6、3.6、6.6mm的間隔交錯(cuò)(即正、負(fù)極交錯(cuò))組裝成一個(gè)單體電池，再按設(shè)計(jì)要求將若干單體電池裝入以尼龍6為材料的電池外殼中。
(2)將若干個(gè)單體電池以正、負(fù)極交錯(cuò)進(jìn)行串聯(lián)。
(3)將串聯(lián)好后的單體電池，再在燃?xì)夂附臃ǖ娜廴跍囟认录訜徇M(jìn)行連接，再加上封內(nèi)蓋，最后加蓋外封蓋，并以橡膠密封圈(或熱封機(jī)熱封)密封，再將正、負(fù)極用四根引線與自動(dòng)充電裝置連接。自動(dòng)充電裝置為異性相向18000HZ的復(fù)合型磁極板共38片組成。高18mm，長(zhǎng)30～600mm，寬30～900mm。當(dāng)電池放電時(shí)，強(qiáng)大磁流快速運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生強(qiáng)大氣流，氣流在磁板金屬?gòu)?fù)合面摩擦發(fā)熱產(chǎn)生電流，電流通過整流器后，將相應(yīng)電流輸入蓄電池進(jìn)行充電。自動(dòng)充電裝置外有隔熱保溫層，使熱不向外及蓄電池體散發(fā)，能保證足夠的熱能產(chǎn)生電流。整個(gè)電池工藝即完成。
3、充放電以0.2C5小時(shí)率電流，2～3V電壓進(jìn)行充電，充至電池質(zhì)量為130～140mAn/g，終止電壓2～4.3V(單個(gè)電池組)為標(biāo)準(zhǔn)，以放電終止電壓為1.8～3.0V為標(biāo)準(zhǔn)，即為一個(gè)循環(huán)周期。
4、維護(hù)(1)本蓄電池為固態(tài)電解質(zhì)，一般正常使用情況下毋須維護(hù)，但要求裝配電池時(shí)保持固態(tài)電解質(zhì)應(yīng)高出極板上端面15mm以上。
(2)嚴(yán)禁加入其它類型電解液，僅可加入本技術(shù)規(guī)定用固態(tài)電解質(zhì)。
5、本技術(shù)蓄電池外殼特性(1)材料為尼龍6(或ABS)，有較好的化學(xué)性和抗變性能。
(2)電池殼采用了密封細(xì)螺紋內(nèi)封蓋，當(dāng)用橡膠為密封件時(shí)，有較好的封合力，在非常情況下，維護(hù)拆御方便。
(3)外殼設(shè)計(jì)了一內(nèi)密封蓋，蓋上有排氣口及吸液氣體凈化膜，能使氣體凝結(jié)成水，并可將因氣體帶出的電解液以及凝結(jié)水可及時(shí)回流至電池內(nèi)，能有效地長(zhǎng)期保持電解質(zhì)良好充放電性能。
6、本技術(shù)蓄電池環(huán)保持征及其它特性(1)絕無電解液泄漏。
(2)電解液為復(fù)合型無毒材料，其腐蝕性極低。
(3)正、負(fù)電極板由無毒金屬和非金屬快離子導(dǎo)電聚合物經(jīng)特殊加工而成，因此屬無毒無污染的環(huán)保型蓄電池。
(4)負(fù)極有較高的孔液率吸液快、電導(dǎo)率高，氧的化合效果好耐蝕性優(yōu)良，無電蝕性駁落，抗震性能好，能耐一定過充放電。
(5)蓄電池當(dāng)正、負(fù)極質(zhì)量配比適當(dāng)時(shí)，單體電池電壓可高達(dá)3.6V～4.0V，比能量密度可達(dá)每160～180W·h/kg，低溫充放電性能好。
(6)蓄電池放電時(shí)，能自動(dòng)快速充電，以保持足夠的電量，對(duì)電瓶車十分適用。
權(quán)利要求
一種環(huán)保型自充電復(fù)合電極高能蓄電池方法，其特征在于環(huán)保型自充電復(fù)合電極高能蓄電池的制造技術(shù)1、復(fù)合電極的裝配連接工藝A、正極將經(jīng)過處理的200目以上的純石墨與復(fù)合型正極電極活性物質(zhì)及粘合劑混合經(jīng)壓片干燥等工序后，正極用1mm×10mm鋁---鉛金屬作為電極板聯(lián)橋，每一個(gè)聯(lián)橋根據(jù)蓄電池設(shè)計(jì)要求，設(shè)定一定數(shù)量極板端卡槽，用燃?xì)馊酆阜▽⒖ú叟c電極板連結(jié)成一個(gè)單體蓄電池。B、負(fù)極將經(jīng)過微波特殊處理的無毒堿士金屬及特殊處理的快離子導(dǎo)體復(fù)合材料混合后，經(jīng)壓片，致孔劑致孔而成的，負(fù)極用1mm×10mm的鋁---鉛金屬為電極板聯(lián)橋，每一個(gè)聯(lián)橋按蓄電池設(shè)計(jì)要求，設(shè)定一定數(shù)量極板端卡槽，用燃?xì)夂附臃▽⒖ú叟c電極板連結(jié)成一個(gè)單體蓄電池。
2.蓄電池的組裝(1)將正、負(fù)極板按高、中、低倍率放電要求，以2.6、3.6、6.6mm的間隔交錯(cuò)(即正、負(fù)極交錯(cuò))組裝成一個(gè)單體電池，再按設(shè)計(jì)要求將若干單體電池裝入以尼龍6為材料的電池外殼中。(2)將若干個(gè)單體電池以正、負(fù)極交錯(cuò)進(jìn)行串聯(lián)。(3)將串聯(lián)好后的單體電池，再在燃?xì)夂附臃ǖ娜廴跍囟认录訜徇M(jìn)行連接，再加上封內(nèi)蓋，最后加蓋外封蓋，并以橡膠密封圈(或熱封機(jī)熱封)密封，再將正、負(fù)極用四根引線與自動(dòng)充電裝置連接。自動(dòng)充電裝置為異性相向18000HZ的復(fù)合型磁極板共38片組成。高18mm，長(zhǎng)30～600mm，寬30～900mm。當(dāng)電池放電時(shí)，強(qiáng)大磁流快速運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生強(qiáng)大氣流，氣流在磁板金屬?gòu)?fù)合摩擦發(fā)熱產(chǎn)生電流，電流通過整流器后，將相應(yīng)電流輸入蓄電池進(jìn)行充電。自動(dòng)充電裝置外有隔熱保溫層，使熱不向外及蓄電池體散發(fā)，能保證足夠的熱能產(chǎn)生電流。整個(gè)電池工藝即完成。
3.充放電以0.2C5小時(shí)率電流，2～3V電壓進(jìn)行充電，充至電池質(zhì)量為130～140mAn/g，終止電壓2～4.3V(單個(gè)電池組)為標(biāo)準(zhǔn)，以放電終止電壓為1.8～3.0V為標(biāo)準(zhǔn)，即為一個(gè)循環(huán)周期。
4.維護(hù)(1)本蓄電池為固態(tài)電解質(zhì)，一般正常使用情況下毋須維護(hù)，但要求裝配電池時(shí)保持固態(tài)電解質(zhì)應(yīng)高出極板上端面15mm以上。(2)嚴(yán)禁加入其它類型電解液，僅可加入本技術(shù)規(guī)定用固態(tài)電解質(zhì)。
5.本技術(shù)蓄電池外殼特性(1)材料為尼龍6(或ABS)，有較好的化學(xué)性和抗變性能。(2)電池殼采用了密封細(xì)螺紋內(nèi)封蓋，當(dāng)用橡膠為密封件時(shí)，有較好的封合力，在非常情況下，維護(hù)拆御方便。(3)外殼設(shè)計(jì)了一內(nèi)密封蓋，蓋上有排氣口及吸液氣體凈化膜，能使氣體凝結(jié)成水，并可將因氣體帶出的電解液以及凝結(jié)水可及時(shí)回流至電池內(nèi)，能有效地長(zhǎng)期保持電解質(zhì)良好充放電性能。
6.本技術(shù)蓄電池環(huán)保持征及其它特性(1)絕無電解液泄漏。(2)電解液為復(fù)合型無毒材料，其腐蝕性極低。(3)正、負(fù)電極板由無毒金屬和非金屬快離子導(dǎo)電聚合物經(jīng)特殊加工而成，因此屬無毒無污染的環(huán)保型蓄電池。(4)負(fù)極有較高的孔液率吸液快、電導(dǎo)率高，氧的化合效果好耐蝕性優(yōu)良，無電蝕性駁落，抗震性能好，能耐一定過充放電。(5)蓄電池當(dāng)正、負(fù)極質(zhì)量配比適當(dāng)時(shí)，單體電池電壓可高達(dá)3.6V～4.0V，比能量密度可達(dá)每160～180W·h/kg，低溫充放電性能好。(6)蓄電池放電時(shí)，能自動(dòng)快速充電，以保持足夠的電量，對(duì)電瓶車十分適用。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種環(huán)保型自充電復(fù)合電極高能蓄電池方法。本發(fā)明技術(shù)是采用一種無毒的金屬與非金屬有機(jī)電子導(dǎo)電聚合物復(fù)合而成電池的正、負(fù)電極。由正、負(fù)電極和復(fù)合型固態(tài)電解質(zhì)及自動(dòng)充電裝置構(gòu)成電池,電池具有體積小、重量輕,能自充電;耐震強(qiáng)、穩(wěn)定性好、高庫(kù)侖效率。能量密度可達(dá)80～180W·h/kg,電氣性能及力學(xué)性非?？煽?。該電池以高功率,高能量為其特性,適用于電瓶車,取代有污染的汽油車,以減輕環(huán)境污染。
文檔編號(hào)H01M10/04GK1248800SQ9911843
公開日2000年3月29日 申請(qǐng)日期1999年8月29日 優(yōu)先權(quán)日1999年8月29日
發(fā)明者許裕金 申請(qǐng)人:許裕金