蓄电池电极制造技术

一种适合于用作蓄电池的电极的材料，包括一种物品，所述物品包括在其中具有浸渍剂的碳化织物。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】蓄电池电极
技术介绍
蓄电池，尤其是铅酸蓄电池各包括至少一个电极以及电解质溶液，电极通常是至 少一个正电极和一个负电极。允许蓄电池储存并释放电能的反应发生在涂覆于电极上和电 极中的膏剂(paste)中，电极的作用是向蓄电池的端子或从蓄电池的端子传送电流。因而， 用于形成铅酸蓄电池的电极的材料的两个特征是在其上或其中保持对于所需的作用水平 而言足够的量的膏剂的能力以及材料承受蓄电池内的腐蚀环境的能力，该腐蚀环境大多是 由于电解质中通常使用的硫酸引起的。在过去，已经提出了若干方法来抑制由例如铅栅形成的蓄电池电极的腐蚀。例如， 在G.Br.专利No. 18，590中，通过用橡胶、锑以及石墨的混合物来处理电极栅，通过将栅浸 入该混合物中或通过用刷子将该混合物刷到栅上，从而保护电极不被腐蚀。相反，在美国专利No. 7，105，252中，提出了一种形成用于蓄电池的涂覆电极的方 法，其中，电极暴露于包含蒸发的碳的环境中，从而可将至少一些碳从环境中传送到电极 上。遗憾的是，当前试图提供既能够保持使蓄电池恰当地起作用的足够的膏剂，又足 够耐腐蚀的电极材料的努力还不是令人满意的。那么，所需的是一种材料，其在尺寸上对于 充当电极材料而言是稳定的，并具有在电极上或电极中保持足够的量的膏剂的高孔隙度， 而且足够耐腐蚀。此外，用于形成所需的材料的工艺也是有利的，尤其当该工艺容许形成各 种合适的材料时，对于不同的蓄电池应用具有不同的孔隙度以及受到高度控制的形状和尺 寸。
技术实现思路
因此，本专利技术的一个实施例提供了一种尤其用于形成蓄电池中的电极的材料，其 在尺寸上对于充当电极材料而言是足够稳定的，并具有在电极上或电极中保持足够的量的 膏剂的高孔隙度。本专利技术的另一实施例提供了一种尤其用于形成蓄电池中的电极的材料，其具有在 电极上或电极中保持足够的量的膏剂的足够的孔隙度，其中，多孔性的结构设计成提供膏 剂与电解质和电极的有效接触，并且电极材料足够耐腐蚀且导电。在本专利技术的另一实施例中，提供了一种尤其用于形成铅酸蓄电池中的电极的材 料，其在铅酸蓄电池的预计寿命内不会遭受酸性环境中的大范围的腐蚀。在本专利技术的又一实施例中，提供了一种尤其用于形成蓄电池中的电极的材料，其 具有足够的刚性以提供所需的结构。本专利技术的再一实施例提供了一种尤其用于形成铅酸蓄电池中的电极的材料，其具 有足够的孔隙以允许膏剂接合在孔隙中。本专利技术的又一实施例提供了一种用于形成一种材料的工艺，该材料用于形成蓄电 池中的电极，该材料在尺寸上对于充当电极材料而言是足够稳定的，并具有在电极上或电 极中保持足够的量的膏剂的大孔隙度，并且足够耐腐蚀。本专利技术的再一实施例提供了一种用于形成一种材料的工艺，该材料用于形成铅酸 蓄电池中的电极，该工艺可用于根据需要而生产具有不同特征的材料。对于技术人员而言通过阅读以下描述而清楚的这些实施例以及其它实施例，可通 过提供一种适合于用作蓄电池的电极的材料来实现，该材料包括一种物品，该物品包括碳 化纤维素织物，例如棉(如粗棉布)、人造丝或莱赛尔，在其中具有浸渍剂，例如树脂或浙 青；优选物品包括多个(即大约2至大约10个)在其中具有浸渍剂的碳化织物。为了用作 电极，该物品应该为多孔的，并且至少一些孔隙至少部分地被膏剂填充。通过如下工艺来生产本专利技术的物品，该工艺涉及提供包括至少一个织物的起始物 品；使起始物品碳化，以形成碳化织物；用选自由树脂、浙青或其组合组成的组的材料浸渍 碳化织物，以形成浸渍物品；在浸渍物品的情况下使浸渍物品固化，以形成固化物品；以及 使固化物品碳化。备选地，本专利技术的工艺涉及提供包括至少一层织物的起始物品；使起始物 品部分地碳化，以形成部分地碳化的织物；用选自由树脂、浙青或其组合组成的组的材料浸 渍部分地碳化的织物，以形成浸渍物品；在浸渍物品的情况下使浸渍物品固化，以形成固化 物品；完成固化物品的碳化。实际上，可在一个步骤中实现固化和碳化的完成。在碳化之 前，可用卤化物和/或解聚合抑制剂来处理织物。此外，浸渍/固化步骤可重复至少两次。应该懂得，前面的大致描述和以下的详细描述呈现了本专利技术的实施例，并旨在提 供用于理解所主张的本专利技术的性质和特征的概述或框架。附图被包括以提供对本专利技术的进 一步理解，并结合和构成本说明书的一部分。附图图示了本专利技术的各种实施例，并与该描述 一起用于解释本专利技术的原理和运行。附图说明图1是包含根据本专利技术的电极的铅酸蓄电池的局部剖切的侧透视图。图2是根据本专利技术的电极的平面图。图3是沿着图2的线3-3看时的图2的电极的横截面图。图4是图2的电极的局部平面图。具体实施方式现在，参照附图，并尤其参照图1，用标号10表示例如蓄电池的能量储存装置。蓄 电池10的一个实施例可以是铅酸蓄电池。能量储存装置的其它示例可包括电容器或超级 电容器。蓄电池10通常包括保持电解质溶液的壳体或外壳12。电解质溶液常规地由硫酸 和水(尤其是蒸馏水)的混合物组成，但也可采用其它添加剂与硫酸和水一起或替代硫酸 和水。定位在蓄电池10内的还有至少一个单电池20，该单电池与至少一个定位在壳体12 的外部的蓄电池端子14电连接。通常蓄电池10包括多个串联或并联的单电池20a、20b等， 这取决于蓄电池10的所需的容量。蓄电池10的各个单电池20a、20b等包括在正电极32和负电极34之间交替的多 个电极30，该电极浸没在电解质溶液中。正电极32被例如氧化铅(PbO2)或其它常规材料 的化学活性膏剂填充，该化学活性膏剂用作正电极32的活性材料。负极板34可包含氧化 铅膏剂以作为活性材料，或包含例如海绵铅材料或其它合适材料的不同的材料，以作为负 极板34的活性材料。海绵铅是一种形式的金属铅，其通过还原铅盐或通过压缩细碎的铅而成为海绵的形式。在运行中，当浸没于电解质溶液中时，在正电极32的活性材料和负电极34的活性 材料之间存在的电势差导致电子从负电极34流向正电极32，这还原了正电极32处的氧化 铅以形成硫酸铅(PbSO4)；在负电极34处，海绵铅被氧化以形成硫酸铅。在充电的过程中， 可将反向电压施加于蓄电池端子以迫使电流在与单电池放电的方向相反的方向上穿过单 电池。结果，放电过程的单电池反应可能是反向的。具体地说，正电极32处的硫酸铅被转 化回氧化铅，并且负电极34处的硫酸铅被转化回海绵铅。因此，形成电极30的材料必须能够被足够的活性材料(即氧化铅膏剂或海绵铅) 填充，以提供电极30是具有足够容量的元件的蓄电池10。因此，形成电极30的材料可具 有大的孔隙度，这意味着足够大的孔隙，以允许材料的孔隙至少部分地被具有氧化铅膏剂 或海绵铅膏剂的粘性膏剂填充。技术人员将认识到不是所有的电极30的孔隙被活性材料 膏剂填充，而且，即使那些在其中具有膏剂的孔隙可能也不是被膏剂100% (体积)填充。 相反，当在本文中提到用膏剂填充材料的孔隙时，所指的是足够大比例的孔隙(通常为至 少大约30%，更通常为至少大约40%，并且期望在大约50%至大约100%之间)被膏剂足 够地填充(优选基于体积的至少大约25%，更优选基于体积的至少大约45%，并且最优选 基于体积的大约50%至大约100%之间)，以允许有效地使用材料作为蓄电池10中的电极 30。在一个实施例中，孔隙结构应保持大本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种铅酸蓄电池，包括电解质和至少一个电极，其中，所述电极包括多孔碳化织物，所述碳化织物的至少一些孔隙至少部分地被膏剂填充。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2007.10.16 US 60/980433所限定的本发明的范围内。除非上下文中特别相反地 指出以外，否则权利要求旨在覆盖有效地满足本发明所预期的目的的任何布置或顺序中的 所指出的要素和步骤。权利要求1.一种铅酸蓄电池，包括电解质和至少...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·J·米勒，G·D·夏夫斯，T·A·皮尔罗，
申请(专利权)人：格拉弗技术国际控股有限公司，
类型：实用新型
国别省市：US