一种快速充放电的密封高储能铅酸蓄电池的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种快速充放电的密封高储能铅酸蓄电池的制备方法，蓄电池主要包括蓄电池盒体、若干一体化超薄极板集群、线路连接件、电解液和防胀套。本技术颠覆了铅酸蓄电池加工的传统工序，利用流体铅膏连续喷涂工艺创新，在湿软状态下完成每个极板集群的一次性组合，强化了铅膏与隔板的粘结，将极板集群趁湿软紧装配塞进极板腔中进行整体固化干燥，实现了极板集群的一体化，有效地防止了铅膏脱落，并大大地降低了极板和隔板厚度，有效地缩小了极板间距，强化了铅膏与板栅的贴合，成倍地增加了单位空间极板和集流板栅的面积，极大地提高了蓄电池的能量密度和充放电速度。

A fast charge and discharge method for preparation of sealed high energy storage lead-acid batteries

The invention discloses a preparation method of a sealed high energy storage lead-acid battery for fast charging and discharging. The battery mainly comprises a battery box body, a number of integrated ultra-thin plate clusters, a circuit connector, an electrolyte and an expansion sleeve. This technology has subverted the traditional processing procedure of lead-acid batteries, utilized the innovation of continuous liquid lead paste spraying technology, completed the disposable combination of each plate cluster under the condition of wet and soft, strengthened the bond between the lead paste and the separator, and stuffed the plate cluster into the plate cavity during the whole solidification and drying, thus realizing the plate collection. The integration of the groups effectively prevents the lead paste from falling off, greatly reduces the thickness of the plate and the separator, effectively reduces the distance between the plates, strengthens the bonding of the lead paste with the grid, doubles the area of the unit space plate and the collector grid, and greatly improves the energy density and the charging and discharging speed of the battery.

【技术实现步骤摘要】
一种快速充放电的密封高储能铅酸蓄电池的制备方法
本专利技术涉及铅酸蓄电池
，尤其涉及一种快速充放电的密封高储能铅酸蓄电池的制备方法。
技术介绍
铅酸蓄电池(Lead-acidbattery)指的是电极主要由铅及其氧化物制成，电解液是硫酸溶液的一种蓄电池。荷电状态下，正极主要成分为二氧化铅，负极主要成分为铅；放电状态下，正负极的主要成分均为硫酸铅。铅蓄电池是一个电池系统，于1859年由普兰特专利技术，至今已有一百多年的历史，为全球上使用最广泛的化学电源。尽管近年来镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池等新型电池相继问世并得以应用，但铅酸蓄电池仍然凭借大电流放电性能强、电压特性平稳、温度适用范围广、单体电池容量大、安全性高和原材料丰富且可再生利用、价格低廉等一系列优势，在绝大多数传统领域和一些新兴的应用领域，占据着牢固的地位。但铅蓄电池存在着能量密度低、充放电慢的缺点。从铅酸蓄电池、锂离子电池的结构构成中不难发现，他们的结构与电容结构极其相似，都由正负极板和两极间的绝缘层构成，其储电容量与正负极板的面积大小和两极板间距有关，与极板厚度关联不大，极板面积越大、间距越小其储电容量越高。锂电池正负极板和隔膜都非常薄，同样空间所容极板的面积更大，极板间距更小，所以锂离子电池储电容量比较大，能量密度比较高。而现行的铅酸蓄电池正负极板和隔板相比都非常厚，同样空间所容极板的面积小得多，极板间距也大得多，所以铅酸蓄电池储电容量相对小很多，能量密度就比较低。锂离子电池、铅酸蓄电池的充放电速度与电容一样，取决于电荷在两极板之间移动快慢，电容充放电是通过外电路在电压驱动下将电荷均匀分布在两极板上，极板多为金属材料，导电性好，所以电容充放电速度非常快，而蓄电池两极板多用活性物质制造，其导电性明显低于金属材料，所以充放电速度相对较慢。蓄电池极板导电性好坏与极板上涂装的材料活性高低、隔板通透导电离子的能力大小以及电解液导电性能好坏有关，他们都直接影响着蓄电池充放电的快慢，锂电池相比铅酸蓄电池两极涂装材料活性高、两极板导电性好、隔膜薄导电性好、介质导电性好，所以其充放电性能也比铅酸蓄电池好。由于现行铅酸蓄电池为保证极板强度避免断裂和附着的铅膏脱落，一般要对正负极板进行加厚和活性物质的固化，而极板的加厚相应也要增加介质硫酸注入量，这又导致玻璃纤维隔板隔板也要加厚，隔板的加厚会导致相对极板间距增大，加之两极涂装材料活性差，引起极板材料的导电性不够。这些都是造成铅酸蓄电池能量密度低、充放电慢的原因。找到了原因，就为解决问题奠定了基础，如果能够将其极板和隔板降低厚度并提高材料导电性，改善两极涂装材料活性，铅酸蓄电池的能量密度和充放电速度都会得到大幅度提升，加之铅酸蓄电池原固有的大电流放电性能强、电压特性平稳、温度适用范围广、单体电池容量大、安全性高和原材料丰富且可再生利用、价格低廉等一系列优势，铅酸蓄电池在未来蓄电池竞争中仍然具有不可替代作用。从以上分析可以看出，现行的工艺是先加工极板，干燥固化后再组装成电池，在这种工艺下，为防止极板断裂，避免铅膏脱落，就要求极板要有足够的厚度，才能保证必要的硬度和强度。这是现行的铅酸蓄电池极板和隔板不能有效的降低厚度导致电池能量密度低和充放电速度慢的根本原因。
技术实现思路
基于
技术介绍
存在的技术问题，本专利技术提出了一种快速充放电的密封高储能铅酸蓄电池的制备方法。本专利技术提出的一种快速充放电的密封高储能铅酸蓄电池的制备方法，蓄电池主要由蓄电池盒体、若干一体化超薄极板集群、线路连接件、电解液和防胀套组成，所述一体化超薄极板集群是由负极板栅、第一富氧隔板、正极板栅、第二富氧隔板上喷涂正极板流体铅膏或负极板流体铅膏并顺次叠加而成的极板单元相互串联并在夹具作用下压滤、粘结、固化、熟化而成的一体化极板集群结构，所述夹具包括A夹板和B夹板，所述蓄电池加工步骤如下：1)铅膏喷涂：先对平放的夹具A夹板上表面喷涂负极流膏，在A夹板上负极流膏湿软状态下将极板单元上的超薄负极板栅下表面按压粘接在所述负极流膏上，再在所述超薄负极板栅的上表面喷涂负极流膏，然后在刚喷涂的负极流膏湿软状态下将第一富氧隔板的下表面按压粘接在刚喷涂的负极流膏上，接续在所述第一富氧隔板的上表面喷涂正极流膏，在正极流膏湿软状态下将正极板栅的下表面按压粘接在所述正极流膏上，然后在所述正极板栅的上表面喷涂正极流膏，在刚喷涂的正极流膏湿软状态下将第二富氧隔板的下表面按压粘接在刚喷涂的正极流膏上，接续在所述第二富氧隔板的上表面喷涂负极流膏，后面的每一个极板单元均按照上述顺序和喷涂方式进行喷涂叠加，末端的极板单元上的第二富氧隔板上再增加一层负极板栅，在负极板栅的上表面喷涂负极流膏，然后将夹具的B夹板下表面覆盖在刚喷涂的负极流膏上，利用极板流膏将正(负)极板栅与相邻的隔板粘结复合，形成湿软状态下的超薄极板集群一体化结构；2)压滤粘结：利用加压装置让步骤1)中所述的A夹板和B夹板从每个极板集群两头夹紧夹具，通过对两个夹板相向施压，压滤排出集群里流体铅膏中多余电解液，然后在不撤销压滤外力的状态下，用夹具将湿软的一体化超薄极板集群转移紧装配塞进蓄电池盒体内的极板腔中；3)固化干燥：以步骤2)中的装配满一体化超薄极板集群的蓄电池盒体为载体，将湿软的一体化超薄极板集群送入干燥固化室，在高温饱和蒸汽中进行固化干燥，得到一体化超薄生极板集群；4)密封熟化：在步骤3)固化干燥后，安装汇流条、跨桥、接线端子，连接电池内线路，装盖密封，给电池充酸，通电对一体化超薄生极板集群进行内化成，实现熟化，得到一体化超薄熟极板集群；5)检测装套：电池检测合格后在蓄电池盒体外装配防胀套制得成品蓄电池。优选地，所述正极板栅是用纯铅或耐腐蚀合金薄板上均匀开设小孔制成，正极板栅厚度不大于1mm，正极板栅的小孔面积不大于20mm2，所述正极板栅的开孔面积总和与正极板总面积比小于1:2；所述负极板栅为铜丝网或采用纯铅薄板均匀开设小孔制成，负极板栅厚度小于0.8mm，负极板栅小孔面积不大于7mm2，所述负极板栅的开孔面积总和与负极板总面积比小于1:3。优选地，所述正极板栅和负极板栅表面均用物理或化学方法进行表面粗糙性预处理，所述正极板栅和负极板栅的厚度自极耳一侧向另一侧逐渐变薄，所述正极板栅和负极板栅的厚度渐变差为0-0.4mm。优选地，所述富氧隔板厚度不大于0.5mm，富氧隔板整体采用均匀厚度设置或与板栅极耳相对应一侧向另一侧逐渐变厚，富氧隔板厚度渐变差为0-0.3mm。优选地，所述夹具采用硬质高强耐酸耐温材料制成，A夹板和B夹板的底端边缘均采用相向内弯形成收紧的楔形结构。优选地，所述正极流膏和负极流膏是在传统铅膏配方基础上同比例增加水、硫酸和胶体用量来稀释制成的正极板流体铅膏和负极板流体铅膏。优选地，所述正极板栅、第一富氧隔板、负极板栅和第二富氧隔板进行喷涂时，用智能喷涂装置对流体铅膏进行统一稀稠度、统一喷涂速度、统一喷涂路径、统一喷涂时长进行喷涂。优选地，所述第一富氧隔板和第二富氧隔板为相同隔板，隔板在喷涂前要进行富氧化处理，通过向隔板内充入纯氧排出隔板中的空气，使得隔板中含氧浓度高于90％。本专利技术中，1、将传统制备极板制成的片状极板，改为流膏喷涂一次性制备极板集群，不仅可以大大降低极板和隔板厚度，增加单位空间内容本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种快速充放电的密封高储能铅酸蓄电池的制备方法，其特征在于，蓄电池主要由蓄电池盒体、若干一体化超薄极板集群、线路连接件、电解液和防胀套组成，所述一体化超薄极板集群是由负极板栅、第一富氧隔板、正极板栅、第二富氧隔板上喷涂正极板流体铅膏或负极板流体铅膏并顺次叠加而成的极板单元相互串联并在夹具作用下压滤、粘结、固化、熟化而成的一体化极板集群结构，所述夹具包括A夹板和B夹板，所述蓄电池加工步骤如下：1)铅膏喷涂：先对平放的夹具A夹板上表面喷涂负极流膏，在A夹板上负极流膏湿软状态下将极板单元上的超薄负极板栅下表面按压粘接在所述负极流膏上，再在所述超薄负极板栅的上表面喷涂负极流膏，然后在刚喷涂的负极流膏湿软状态下将第一富氧隔板的下表面按压粘接在刚喷涂的负极流膏上，接续在所述第一富氧隔板的上表面喷涂正极流膏，在正极流膏湿软状态下将正极板栅的下表面按压粘接在所述正极流膏上，然后在所述正极板栅的上表面喷涂正极流膏，在刚喷涂的正极流膏湿软状态下将第二富氧隔板的下表面按压粘接在刚喷涂的正极流膏上，接续在所述第二富氧隔板的上表面喷涂负极流膏，后面的每一个极板单元均按照上述顺序和喷涂方式进行喷涂叠加，末端的极板单元上的第二富氧隔板上再增加一层负极板栅，在负极板栅的上表面喷涂负极流膏，然后将夹具的B夹板下表面覆盖在刚喷涂的负极流膏上，利用极板流膏将正(负)极板栅与相邻的隔板粘结复合，形成湿软状态下的超薄极板集群一体化结构；2)压滤粘结：利用加压装置让步骤1)中所述的A夹板和B夹板从每个极板集群两头夹紧夹具，通过对两个夹板相向施压，压滤排出集群里流体铅膏中多余电解液，然后在不撤销压滤外力的状态下，用夹具将湿软的一体化超薄极板集群转移紧装配塞进蓄电池盒体内的极板腔中；3)固化干燥：以步骤2)中的装配满一体化超薄极板集群的蓄电池盒体为载体，将湿软的一体化超薄极板集群送入干燥固化室，在高温饱和蒸汽中进行固化干燥，得到一体化超薄生极板集群；4)密封熟化：在步骤3)固化干燥后，安装汇流条、跨桥、接线端子，连接电池内线路，装盖密封，给电池充酸，通电对一体化超薄生极板集群进行内化成，实现熟化，得到一体化超薄熟极板集群；5)检测装套：电池检测合格后在蓄电池盒体外装配防胀套制得成品蓄电池。...

【技术特征摘要】
1.一种快速充放电的密封高储能铅酸蓄电池的制备方法，其特征在于，蓄电池主要由蓄电池盒体、若干一体化超薄极板集群、线路连接件、电解液和防胀套组成，所述一体化超薄极板集群是由负极板栅、第一富氧隔板、正极板栅、第二富氧隔板上喷涂正极板流体铅膏或负极板流体铅膏并顺次叠加而成的极板单元相互串联并在夹具作用下压滤、粘结、固化、熟化而成的一体化极板集群结构，所述夹具包括A夹板和B夹板，所述蓄电池加工步骤如下：1)铅膏喷涂：先对平放的夹具A夹板上表面喷涂负极流膏，在A夹板上负极流膏湿软状态下将极板单元上的超薄负极板栅下表面按压粘接在所述负极流膏上，再在所述超薄负极板栅的上表面喷涂负极流膏，然后在刚喷涂的负极流膏湿软状态下将第一富氧隔板的下表面按压粘接在刚喷涂的负极流膏上，接续在所述第一富氧隔板的上表面喷涂正极流膏，在正极流膏湿软状态下将正极板栅的下表面按压粘接在所述正极流膏上，然后在所述正极板栅的上表面喷涂正极流膏，在刚喷涂的正极流膏湿软状态下将第二富氧隔板的下表面按压粘接在刚喷涂的正极流膏上，接续在所述第二富氧隔板的上表面喷涂负极流膏，后面的每一个极板单元均按照上述顺序和喷涂方式进行喷涂叠加，末端的极板单元上的第二富氧隔板上再增加一层负极板栅，在负极板栅的上表面喷涂负极流膏，然后将夹具的B夹板下表面覆盖在刚喷涂的负极流膏上，利用极板流膏将正(负)极板栅与相邻的隔板粘结复合，形成湿软状态下的超薄极板集群一体化结构；2)压滤粘结：利用加压装置让步骤1)中所述的A夹板和B夹板从每个极板集群两头夹紧夹具，通过对两个夹板相向施压，压滤排出集群里流体铅膏中多余电解液，然后在不撤销压滤外力的状态下，用夹具将湿软的一体化超薄极板集群转移紧装配塞进蓄电池盒体内的极板腔中；3)固化干燥：以步骤2)中的装配满一体化超薄极板集群的蓄电池盒体为载体，将湿软的一体化超薄极板集群送入干燥固化室，在高温饱和蒸汽中进行固化干燥，得到一体化超薄生极板集群；4)密封熟化：在步骤3)固化干燥后，安装汇流条、跨桥、接线端子，连接电池内线路，装盖密封，给电池充酸，通电对一体化超薄生极板集群进行内化成，实现熟化，得到一体化超薄熟极板集群；...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹喆，朱梓萌，于浩淼，张毛頔，应允通，蔡天钰，邢宇，代朋岳，
申请(专利权)人：界首市菁华科技信息咨询服务有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34