專利名稱：碳纖維蓄電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及蓄電池，具體涉及蓄電池極板基板的制作。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的蓄電池極板基板主要采用金屬或合金材料制作。基板的要求是導(dǎo)電性好，耐腐蝕性好。如鉛酸蓄電池采用鉛銻合金，閥控密封鉛酸電池采用鉛鈣錫鋁合金或者鉛銻鎘合金。以上電池合金都需要在接觸40%的硫酸水溶液才能正常工作，而酸對(duì)以上材料有腐蝕作用，而因腐蝕使蓄電池失效是限制蓄電池壽命的重要因素。現(xiàn)有鉛酸蓄電池的循環(huán)壽命難以滿足客戶要求，為此，蓄電池技術(shù)人員不停地研制各種合金，包括加銀，加鈷，加稀土元素等，希望能減少電極腐蝕的速度。但所有這些方法只能減少酸的腐蝕，無法使電極基體不發(fā)生腐蝕。為了開發(fā)耐腐蝕的電池材料,有用玻璃纖維鍍金屬來做電極基體的,但由于 金屬鍍層薄，容易腐蝕失效，壽命也無法提高。也有用導(dǎo)電塑料來生產(chǎn)極板基體的，但導(dǎo)電塑料成本高，不能耐高溫，電池大電流放電時(shí)易變形失效。本發(fā)明的目的發(fā)明ー種耐腐蝕，耐高溫，導(dǎo)電性好，重量輕，成本低的蓄電池極板基板。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明用含碳量95%以上的碳纖維泡棉為基體，添加導(dǎo)電石墨纖維長絲，在特制成型機(jī)上制成碳-碳復(fù)合材料，然后高溫碳化后制成導(dǎo)電碳極板。發(fā)明先進(jìn)性本發(fā)明用非金屬的導(dǎo)電石墨纖維做電極板，有優(yōu)異的導(dǎo)電能力和抗壓強(qiáng)度，耐酸堿，耐高溫性能，可以減少蓄電池重量，提供蓄電池壽命，減少蓄電池材料中的重金屬污染，是未來新能源汽車的新一代動(dòng)カ蓄電池首選。
具體實(shí)施例方式I、用含碳量95%以上的碳纖維泡棉為基體，添加導(dǎo)電石墨纖維長絲，在特制成型機(jī)上制成碳-碳復(fù)合材料，然后高溫碳化后制成導(dǎo)電碳極板。2、本發(fā)明的極板中的碳纖維是指含碳量為95%以上的石墨纖維，有優(yōu)異的導(dǎo)電性能和抗壓強(qiáng)度，耐酸堿，耐高溫性能。3、本發(fā)明中的碳纖維泡沫棉的制作，可以用以下方法制作但不限于以下方法采用聚丙烯氰短纖維制作成電極板所需形狀的平板氈，粘接聚丙烯氰長絲，做成高抗拉抗壓的聚丙烯氰帶卷，然后送入高溫碳化爐；先抽真空并加熱預(yù)氧化處理，處理溫度600-800攝氏度，然后逐步提高溫度到2200度，保溫30分到60分，然后降溫冷卻后出爐，即得到含碳量在97% -99%的導(dǎo)電石墨纖維泡棉，根據(jù)材料雜質(zhì)不同，其產(chǎn)率為13% -17%。4、泡棉石墨纖維加入不同的蓄電池活性材料，即可以制作成不同的蓄電池極板，例如加入鉛膏，可以做成鉛酸蓄電池；加入鋰三元活性材料，可以做成鋰電池；也可以做鐵鋰電池，鐵鎳電池，鋁鎂電池等。5、泡棉石墨纖維加入活性材料的方法不同，可以做成不同的極板，以下為方法舉例，但不限于以下的方法I)把ー塊極板劃分成兩部分，一部分涂正極材料,一部分涂負(fù)極材料,正負(fù)極材料中間要密封隔離，不能有液體聯(lián)通，不能形成液體通道，防止離子導(dǎo)通形成單體電池短路，這樣的極板即為雙極性極板；2)在ー塊石墨泡棉基體中灌注同一極性活性物質(zhì)，即為單極性極板。 6、根據(jù)不同的用途，本發(fā)明的極板可以疊片式裝配，也可以卷繞式裝配。
權(quán)利要求
1.用含碳量95%以上的碳纖維泡棉為基體，添加導(dǎo)電石墨纖維長絲，在特制成型機(jī)上制成碳-碳復(fù)合材料，然后高溫碳化后制成導(dǎo)電碳極板。
2.本發(fā)明的極板中的碳纖維是指含碳量為95%以上的石墨纖維，有優(yōu)異的導(dǎo)電性能和抗壓強(qiáng)度，耐酸堿，耐高溫性能。
3.本發(fā)明中的碳纖維泡沫棉的制作，可以用以下方法制作但不限于以下方法采用聚丙烯氰短纖維制作成電極板所需形狀的平板氈，粘接聚丙烯氰長絲，做成高抗拉抗壓的聚丙烯氰帶卷，然后送入高溫碳化爐；先抽真空并加熱預(yù)氧化處理，處理溫度600-800攝氏度，然后逐步提高溫度到2200度，保溫30分到60分，然后降溫冷卻后出爐，即得到含碳量在97% -99%的導(dǎo)電石墨纖維泡棉，根據(jù)材料雜質(zhì)不同，其產(chǎn)率為13% -17%。
4.泡棉石墨纖維加入不同的蓄電池活性材料，即可以制作成不同的蓄電池極板，例如加入鉛膏，可以做成鉛酸蓄電池；加入鋰三元活性材料，可以做成鋰電池；也可以做鐵鋰電池，鐵鎳電池，鋁鎂電池等。
5.泡棉石墨纖維加入活性材料的方法不同，可以做成不同的極板，以下為方法舉例，但不限于以下的方法 1)把一塊極板劃分成兩部分，一部分涂正極材料，一部分涂負(fù)極材料，正負(fù)極材料中間要密封隔離，不能有液體聯(lián)通，不能形成液體通道，防止離子導(dǎo)通形成單體電池短路，這樣的極板即為雙極性極板； 2)在一塊石墨泡棉基體中灌注同一極性活性物質(zhì)，即為單極性極板。
6.根據(jù)不同的用途，本發(fā)明的極板可以疊片式裝配，也可以卷繞式裝配。
全文摘要
碳纖維蓄電池內(nèi)容用含碳量95％以上的碳纖維泡棉為基體，添加導(dǎo)電石墨纖維長絲，在特制成型機(jī)上制成碳-碳復(fù)合材料，然后高溫碳化后制成導(dǎo)電碳極板，然后用碳纖維極板做成碳纖維蓄電池。先進(jìn)性本發(fā)明的蓄電池重量輕，強(qiáng)度好，壽命長，重量比能量高于使用現(xiàn)有金屬極板材料的蓄電池，可以提高蓄電池的重量比能量及比功率?？梢怨?jié)省大量金屬及節(jié)約能源，減少重金屬材料的使用，減少環(huán)境重金屬污染。本發(fā)明的蓄電池可廣泛用于飛機(jī)啟動(dòng)，電動(dòng)潛艇動(dòng)力電池，也可以做為電動(dòng)汽車的高能動(dòng)力電池，具有廣闊的發(fā)展前景，是目前蓄電池行業(yè)的新一代換代產(chǎn)品。
文檔編號(hào)H01M4/66GK102683636SQ20111005825
公開日2012年9月19日 申請(qǐng)日期2011年3月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月11日
發(fā)明者陳榮 申請(qǐng)人:陳榮