水平电池生产用固态电解质制造技术

本发明专利技术涉及电池制造领域，公开了一种水平电池生产用固态电解质，按质量份数计，包括80—91质量份的聚苯撑类高分子有机聚合物，9—16质量份的锂盐，1.5—4质量份的石墨粉。本方案的石墨粉具有良好的导电性和耐磨润滑性，既能够提高固态电解质的导电性能，又可提高固态电解质在混合时的均匀性，进而使固态电解质各部位的导电性能比较均衡，导电性能得到提升。本方案通过选择合适的锂盐来调节空间结构，通过聚苯撑类高分子有机聚合物与锂盐的共同作用，降低了电导活化能，实现一维结构的离子通道，降低了固态电解质漏电的几率，为固态电解质的导电性能提供了保障。

Solid electrolyte for production of horizontal battery

The invention relates to the field of battery manufacturing, and discloses a solid electrolyte for the production of a horizontal battery, according to the number of mass, including polystyrene polymer organic polymers of 80 - 91 quality, lithium salt of 9 - 16 mass, and graphite powder of 1.5 - 4 quality. The graphite powder of this scheme has good conductivity and wear-resisting lubricity. It can not only improve the electrical conductivity of the solid electrolyte, but also improve the uniformity of the solid electrolyte at the time of mixing. The conductivity of the solid electrolyte is more balanced and the electrical conductivity is improved. By selecting the suitable lithium salt to adjust the space structure, through the interaction of polystyrene polymer organic polymer and lithium salt, the activation energy of the conductance is reduced, the ion channel of one dimension structure is realized, the probability of the leakage of the solid electrolyte is reduced, and the electrical conductivity of the solid electrolyte is guaranteed.

【技术实现步骤摘要】
水平电池生产用固态电解质
本专利技术属于电池制造领域。
技术介绍
传统铅酸蓄电池是极板是垂直于地面装配的，使用时也是垂直于地面安装使用，正、负极板的板耳均置于蓄电池的上部，导电部件汇流排、端极柱都是从上连接引出。水平铅酸电池极板的板栅采用玻璃纤维、铅复合材料编织而成，极板为准双极结构，即在板栅的一半涂敷正极活性物为正极板，另一半涂敷负极活性物为负极板，其中，正极活性物和负极活性物即固态电解质。经过复膜、浸酸、表面干燥、固化等工序制作成双极型生极板。组装：极板间用隔膜隔开，上下用压力框架固定。极板和隔板按照一定的位置，水平交错堆放，然后安装压力框架固定，形成电池模块装入蓄电池槽中，经铸焊后进行密封，然后经后灌酸、化成，在蓄电池空隙中灌入石蜡，最后装上安全阀，制作成为水平电池。固态电解质作为水平电池的重要组成部件，其导电性能对水平电池的蓄电能力和使用寿命均起到至关重要的作用。固态电解质在涂覆过程中可能会出现与板栅粘附不紧，甚至会形成间隙的问题，这样会使固态电解质与板栅之间的接触电阻变大，从而使固态电解质的导电性能下降，导致水平电池的蓄电能力和使用寿命受到不良影响。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种水平电池生产用固态电解质，以解决固态电解质导电性能不佳的问题。为了达到上述目的，本专利技术的基础方案提供水平电池生产用固态电解质，按质量份数计，包括80—91质量份的聚苯撑类高分子有机聚合物，9—16质量份的锂盐，1.5—4质量份的石墨粉。本基础方案的原理和有益效果在于：本方案的石墨粉具有良好的导电性和耐磨润滑性，既能够提高固态电解质的导电性能，又可提高固态电解质在混合时的均匀性，进而使固态电解质各部位的导电性能比较均衡，导电性能得到提升。本方案通过选择合适的锂盐来调节空间结构，通过聚苯撑类高分子有机聚合物与锂盐的共同作用，降低了电导活化能，实现一维结构的离子通道，降低了固态电解质漏电的几率，为固态电解质的导电性能提供了保障。方案二：此为基础方案的优选，所述石墨粉为胶体石墨粉。胶体石墨粉具有优良的高导电、高润滑、高附着性能，可塑性极高，且胶体石墨粉具有优质天然鳞片石墨的性能，在高温条件下具有特殊的抗氧化性，可进一步提高固态电解质的导电性能，使固态电解质各部位的导电性能更加均衡，使固态电解质更稳定地附着在板栅上，进一步增强了固态电解质的稳定性。方案三：此为方案二的优选，所述锂盐为LiPF6、LiBF4、Li2CO3、LiClO4、LiAlCl4、LiBr、LiF、LiGaCl4、LiNO3、LiC(SO2CF3)3、C6H5COOLi、LiSCN、LiO3SCF2CF3、LiC6F5SO3、LiO2CCF3、LiSO3F、LiB(C6H5)4、LiCF3SO3的一种或多种混合物。采用上述其中一种锂盐或多种锂盐的混合物，可提高聚苯撑类高分子有机聚合物与锂盐的相互作用强度，进一步降低电导活化能，从而降低了固态电解质漏电的几率，为固态电解质的导电性能提供了保障。方案四：此为方案三的优选，所述聚苯撑类高分子有机聚合物为聚苯撑氧、聚苯撑硫和苯撑硅氧烷类非极性弱极性高分子聚合物的一种或多种的混合物。本方案所用的聚苯撑氧、聚苯撑硫、苯撑硅氧烷高分子聚合物骨架上的苯环结构提供了良好的刚性和耐热性，其燃烧极限氧指数大于27，具有难燃阻燃功能，抗拉强度大于40MPa，且由于骨架上苯环的存在，在空间结构上能够为锂盐中阳离子的通过提供更多自由体积。方案五：此为基础方案的优选，还包括8-14质量份的可在摇晃后产生膨胀的膨胀体。膨胀体能够在摇晃后产生膨胀，对膨胀体周边的物质产生挤压，从而使固态电解质与板栅结合得更加紧密，防止固态电解质与板栅之间出现间隙导致固态电解质的导电性能下降。方案六：此为方案五的优选，所述膨胀体包括球身，所述球身内设有可被固体物质刺破的阻挡膜，所述阻挡膜将球身分为第一腔室和第二腔室，所述第一腔室内放置有固态的第一反应物，所述第二腔室内放置有与第一反应物反应可使球身产生膨胀的第二反应物。膨胀体静置时，阻挡膜将第一反应物和第二反应物隔开，第一反应物和第二反应物不会产生反应；当摇晃膨胀体时，固态的第一反应物在晃动过程中能够刺破阻挡膜，使第一反应物和第二反应物接触并产生反应，从而实现球身的膨胀；球身可将第一反应物和第二反应物与固态电解质的其他组分隔离开来，防止相互影响。方案七：此为方案六的优选，所述第一反应物为钠，所述第二反应物为水。金属钠在常温下为固体，在摇晃时可将阻隔膜刺破，且钠与水反应可产生氢气，从而使球身膨胀起来。方案八：此为方案七的优选，所述球身为丁腈橡胶材质，所述阻挡膜为低密度聚乙烯薄膜。丁腈橡胶具有良好的耐磨和耐化学品腐蚀性，可防止球身被固态电解质的其他组分、第一反应物、第二反应物或第一反应物和第二反应物产生的生成物腐蚀；又由于丁腈橡胶中的氰基容易电场极化，因而是半导体橡胶，可提高固态电解质的导电性能。低密度聚乙烯薄膜热封性好，能防水、防潮，对钠和水可起到很好的阻隔作用；另外，低密度聚乙烯薄膜受热时容易变形，使得膨胀体掺入电解质层底部后，具有较高温度的电解质层的部分热量通过球身逐渐传递到低密度聚乙烯薄膜，使低密度聚乙烯薄膜逐渐变形，提高钠刺破阻挡膜的效率。方案九：此为基础方案的优选，还包括50-70质量份的用于对板栅进行润滑和浸润的浸润层，所述浸润层位于固态电解质的底部并与板栅相接触。浸润层可对板栅进行润滑和浸润，一方面降低了板栅表面的摩擦力，使固态电解质能够更顺利地进入板栅内，增强固态电解质与板栅之间的结合度，使固态电解质与板栅粘附得更加紧密，提高了固态电解质的导电性能；另一方面，固态电解质进入板栅，增大了固态电解质与板栅的接触面积，从而减小了板栅与固态电解质的接触电阻，使电流分布更加均匀，提高固态电解质的利用率，从而提高固态电解质的导电性能。方案十：此为方案九的优选，所述浸润层包括在加热状态下可融化的油脂，所述油脂内包裹有浸润液，所述浸润液为醋酸铅溶液，所述醋酸铅溶液的浓度为0.2-0.8mol/L。固态电解质的其他组分刚刚涂覆到板栅时温度较高，油脂可在固态电解质其他组分的作用下逐渐融化，油脂融化后可对板栅进行润滑；油脂融化后，包裹在油脂内的醋酸铅溶液流出并进入到板栅上，对板栅进行浸润。附图说明图1为本专利技术水平电池生产用固态电解质的结构示意图；图2为膨胀体的结构示意图。具体实施方式下面通过具体实施方式进一步详细的说明：说明书附图中的附图标记包括：固态电解质1、浸润层2、油脂3、醋酸铅溶液4、板栅5、膨胀体6、球身7、阻挡膜8、第一腔室9、钠10、第二腔室11、水12。水平电池生产用固态电解质，如附图1所示，主要由聚苯撑类高分子有机聚合物、锂盐、石墨粉、膨胀体6和浸润层2构成。聚苯撑类高分子有机聚合物为聚苯撑氧、聚苯撑硫和苯撑硅氧烷类非极性弱极性高分子聚合物的一种或多种的混合物。锂盐为LiPF6、LiBF4、Li2CO3、LiClO4、LiAlCl4、LiBr、LiF、LiGaCl4、LiNO3、LiC(SO2CF3)3、C6H5COOLi、LiSCN、LiO3SCF2CF3、LiC6F5SO3、LiO2CCF3、LiSO3F、LiB(C6H5)4、LiCF3SO3的一种或多种混合物。石墨粉为胶体石墨粉。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.水平电池生产用固态电解质，其特征在于：按质量份数计，包括80—91质量份的聚苯撑类高分子有机聚合物，9—16质量份的锂盐，1.5—4质量份的石墨粉。

【技术特征摘要】
1.水平电池生产用固态电解质，其特征在于：按质量份数计，包括80—91质量份的聚苯撑类高分子有机聚合物，9—16质量份的锂盐，1.5—4质量份的石墨粉。2.根据权利要求1所述的水平电池生产用固态电解质，其特征在于：所述石墨粉为胶体石墨粉。3.根据权利要求2所述的水平电池生产用固态电解质，其特征在于：所述锂盐为LiPF6、LiBF4、Li2CO3、LiClO4、LiAlCl4、LiBr、LiF、LiGaCl4、LiNO3、LiC(SO2CF3)3、C6H5COOLi、LiSCN、LiO3SCF2CF3、LiC6F5SO3、LiO2CCF3、LiSO3F、LiB(C6H5)4、LiCF3SO3的一种或多种混合物。4.根据权利要求3所述的水平电池生产用固态电解质，其特征在于：所述聚苯撑类高分子有机聚合物为聚苯撑氧、聚苯撑硫和苯撑硅氧烷类非极性弱极性高分子聚合物的一种或多种的混合物。5.根据权利要求1所述的水平电池生产用固态电解质，其特征在于：还包括8-14质量份的可在...

【专利技术属性】
技术研发人员：何幸华，李政文，黎少伟，何可立，马俊，
申请(专利权)人：广州倬粤动力新能源有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44