固体可充式直流蓄电池及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种固体可充式直流蓄电池及其制造方法。固体可充式直流蓄电池包括77％-80％的氧化锆，1.0％-1.5％的镁铝合金，1.0％-1.7％的铝钼合金，4％-6％的硒石，3％-5％的萤石，0.4％-0.8％的氧化银，4％-5.3％的石英砂，0.8％-1.2％的铬锆铜，2.8％-3.2％的高岭石，余量的杂质。制造方法包括下述步骤：１）将各种原料进行纳米化；２）混合搅拌；３）压制成型；４）切割成片；５）高温锻烧制成半成品单体电池基极体片；６）用激光加速器对基极体片的核外电子形成空穴；７）用离子加速器对半成品单体电池基极体片的两面分别进行电子注入，为电子跃升所形成的空穴补充电子；８）将单体电池基极体片组成产品电池组。?

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电池的
，具体是指一种。
技术介绍
目前，市场上常见的可充式电池有铅酸电池、镍铬电池、镍氢电池、磷酸铁锂电池等几种。铅酸电池优点是寿命长、价格低，可以大电流放电，缺点是存在铅污染不环保，笨重、能量密度低；镍铬电池的优点是可以承受较大充电电流，尤为适合快速充电，缺点是容量较小、寿命较短、所含有害物质较多，且有“记忆效应”;镍氢电池的优点是容量较大、寿命较长、符合绿色环保标准且无“记忆效应”，缺点是重量较大，仅以常用的5号镍氢电池为例，每节自重即达25克左右；锂离子电池的优点是容量大、重量小、寿命长，且无“记忆效应”;缺点是价格较高，易发生爆炸，不安全。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种体积小、能量密度高，使用安全的。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为一种固体可充式直流蓄电池， 其特征在于，以重量计包括77% -80%的氧化锆， 1.0% -1.5%的镁铝合金， 1.0% -1.7%的铝钼合金， 4% -6%的硒石， 3% -5%的萤石， 0.4% -0.8%的氧化银， 4% -5. 3%的石英砂， 0.8% -1.2%的铬锆铜， 2. 8% -3. 2%的高岭石， 余量的杂质。一种上述的固体可充式直流蓄电池制造方法，包括下述的步骤1)、将各种原料按比例组合，进行纳米结构化处理；2)、对纳米结构化处理后的原料进行混合搅拌；3)、将原料压制成型；4)、将压制成型后的坯料切割成片；5)、用隧道窑对切割成片的坯料进行高温锻烧，制成半成品单体电池基极体片；6)、用激光加速器对半成品单体电池基极体片施加外电场和激光高温冲击，造成半成品单体电池基极体片内的原子核碰撞，使核外电子形成空穴；7)、用离子加速器对半成品单体电池基极体片的两面分别进行电子注入，为电子跃迁所形成的空穴补充电子；8 )、将单体电池基极体片组成产品电池组。在步骤5 )中，所述的高温锻烧次序依次是在100-400° C温度烧制4小时，在 400-900° C温度下烧制10小时，在400-900° C温度下烧制10小时，在900-1200-900° C 温度下烧制10小时，在900-400° C温度下烧制8小时，在400-100° C温度烧制5小时， 冷却5-10小时。所述的纳米结构化处理采用物理气雾蒸汽法。在步骤5 )中，所述高温锻烧采用氧化气氛工艺烧制。本专利技术选用多种锆、铝、镁、银、铜和硅石、陶土等矿物质以及添加固相高电荷能电解质物料，组成电池体基片和壳体原材料，制成具有固相电解质微观结构的电子导体，其具有下述的有益效果1)、原料来源广泛，价格低廉，安全性高；2)、其体积小，重量轻，容量重量比和容量容积比高；3)、使用寿命长，一次性带电后无限次充放电，可满足频繁充放电的需要；4)、无毒、无放射性、无污染，可降解，是真正的绿色能源；5)、不论是单体电池还是集束电池组，充放电无记忆性，不受单体电池一致性约束，不影响集束电池组充电对首、尾单体电池寿命；6)、用途广泛，可塑性强，可按不同客户、用途和性能要求制作生产。具体实施例方式本专利技术所述的固体可充式直流蓄电池，以重量计包括 77% -80%的氧化锆(ZrO2CaO),1.0% -1. 5%的镁铝合金(Mg4Al3),1.0% -1. 7%的铝钼合金(AlMo3), 4% -6%的硒石(SiO2),3% -5%的萤石(CaF2), 0.4% -0.8%的氧化银(八&0)， 4% -5. 3%的石英砂(SiO2), 0. 8% -1. 2%的铬锆铜(CrfrCu),2.8% -3. 2%的高岭石(Al2O3), 余量的杂质。其中，氧化锆是固体电解质骨架物料，镁铝合金用于屏蔽隔离电子跃迁后返流， 铝钼合金用于增强表层耐磨性和强度，硒石用于增强激光束以及离子注入深度，萤石用于提高固体电解质流动性，氧化银用于电池电极，石英砂用于保持表面光度和消气泡，铬锆铜是正负极用材，高岭石是促进氧化氛耐高温材料。一种上述的固体可充式直流蓄电池制造方法，包括下述的步骤1 )、将各种原料按比例组合，经均化破碎后再进行纳米结构化处理；所述的纳米结构化处理采用物理气雾蒸汽法。对原料进行纳米处理的目的是增大电池基极体表面积，使矿物质具有高表面积超微化结构。可增大原子核碰撞几率，提高注入电子浸透深度，增加电子空穴，增大电子量。纳米化结构直径越小，体积越小，具有高表面积，其电荷能越大，固体电池的功率、容量越大。2 )、对纳米结构化处理后的原料进行混合搅拌；为防止自来水所含微量有害杂质可能对固体电池基极体片物质构成产生不良影响，固体电池制造过程的不同混合搅拌阶段，采用水质不同。纳米化结构处置前，搅拌用水，可选用一般PH值的自来水。但固体电池基极体片材料实施纳米化结构处置后再混合搅拌时，搅拌用水则通过现代粒子能技术使各种粒子做轴向旋转运动时所产生的能量，将水分子长达 27个毫微米的分子链切割为多个小于10毫微米短链的水分子后达到无酸、碱、矿物质杂质的特种水作为调合用水的，确保电池基极体片内无气泡、无酸碱、杂质。3)、将原料压制成型。4)、将压制成型后的坯料切割成片，片的厚度为3mm左右，宽度为18mm左右，长度为58mm左右。5)、用隧道窑对切割成片的坯料进行高温锻烧，制成半成品单体电池基极体片； 所述的高温锻烧次序依次是在100-400° C温度烧制4小时，在400-900° C温度下烧制 10小时，在400-900° C温度下烧制10小时，在900-1200-900° C温度下烧制10小时，在 900-400° C温度下烧制8小时，在400-100° C温度烧制5小时，冷却5_10小时。具体烧制时，适时监测窑炉内的烧制温度和时间，是确保固体电池基极体片质量的重要关键因素，对后续各工艺质量有重要影响。本专利技术采取电脑和测温锥(测温三角锥) 进行窑炉温度控制，每100° C为一个温度阶梯，设置多组测温锥(A)低温区(100-400° C): 设4个测温锥；使基极体固化定型、脱水和排除有机物杂质。(B)中温区(400-900° C): 设5个测温锥；适应于氧化气氛，清除铁等金属杂质成分，确保基极体表面光滑，无凹凸麻面，继续排除水及有机物质。(C)高温区(900-1200-900° C): 设6个测温锥；进一步运用氧化气氛反应恒定高温条件下稳定原子结构碰撞、变化，稳定电子跃迁和空穴，气化基极体残留水分，蒸发水气泡。(D)降温区(900-100° C): 设8个测温锥；平稳降温退火，防止表面和基极体内部龟裂、基极体变软、弯曲、变形等。(E) 冷却区(100° C-室内常温) 自然降温；采取措施防止存放湿度较大环境和手触、气体、油脂污染基极体表面。本专利技术选用23个4组带底座6. 35CM高的测温锥，保证烧制过程的一致性。烧制的主要目的是固化极体；杜绝出现电池极体表面凹凸不平、麻面；内部出现气泡，断裂，杂质，阻断电子流通路。固体电池基极体片的烧成气氛，是指在烧制过程中，窑炉内的燃烧物所含的游离氧与还原成分的百分比，本专利技术采用氧化气氛烧成。为最大限度纯洁固体电池基极体片纯度，最大限度地排除有机物、碳以及其它杂质物质，增强基极体片粘性、消除黑心、气泡、针孔以及面缺陷，而采用氧化气氛工艺烧制， 能够避免出现下述现本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种固体可充式直流蓄电池，其特征在于，以重量计包括：７７％－８０％的氧化锆，１．０％－１．５％的镁铝合金，１．０％－１．７％的铝钼合金，４％－６％的硒石，３％－５％的萤石，０．４％－０．８％的氧化银，４％－５．３％的石英砂，０．８％－１．２％的铬锆铜，２．８％－３．２％的高岭石，余量的杂质。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄景焕，王德生，
申请(专利权)人：清远生强科贸有限公司，
类型：发明
国别省市：44