一種柔性易回收鉛酸蓄電池芯及其制備方法
【專利摘要】一種柔性易回收鉛酸蓄電池芯的制備方法，其特征在于：以復合褐藻膠纖維的多孔性玻璃纖維織物為支撐層，通過真空濺射或真空蒸發(fā)鍍膜的方法將金屬集流層敷于支撐層兩面，再分別涂覆正、負極活性物質，經干燥后，于其表面噴涂褐藻膠溶液，形成隔離層，再干燥后，即可得到可卷繞的柔性鉛酸蓄電池芯。然后按照所需電容量、形狀和尺寸要求組裝，接上電極引出端子，壓入外殼后充入電解液，經密封，即成柔性易回收鉛酸蓄電池。
【專利說明】一種柔性易回收鉛酸蓄電池芯及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種鉛酸蓄電池芯的制備方法，尤其涉及一種柔性易回收鉛酸蓄電池芯的制備方法。
【背景技術】
[0002]近年，由于各種電動工具和電器需求量的快速增長，對高性能電池的需求日益增大和迫切。鉛酸蓄電池是現今動カ蓄電池市場上最主要的ー類產品，具有價廉耐用的優(yōu)點，但是存在比能量低的缺點。另ー方面，大量使用各種蓄電池的結果，使其中失效材料的回收利用日益成為亟待解決的社會問題。對于廢棄電池的拆解分離，以及其中成分的利用技術將成為整個人類社會關注的重點。
[0003]雙極性密封鉛酸蓄電池是近年正在開發(fā)的新型結構的鉛酸蓄電池。這種蓄電池的正負極位于同一片導電基板的兩側面，將雙極式極板和吸液式纖維隔板交叉疊在一起，然后擠壓組成密封電池(A.C.Loyns etc.Bipolar batteries based on Ebonex?technology [J].J.Power Sources, 2005, 144:329-337)。雖然這種蓄電池具有導電性好，不透酸，充放電過程活性物質不脫落，機械強度好的優(yōu)點，由于這種蓄電池還沿用傳統的板式結構，所以仍然擺脫不了板式結構不容易連續(xù)加工的困難。
[0004]另ー種卷式圓柱形電池是將正負極板做成軟性條狀，中間和兩側均夾有纖維隔板，然后緊卷起來裝入圓形電池殼內，焊好極柱，加蓋密封，組成電池。這種蓄電池為了制造薄型極板，需采用壓延鉛合金的方式制造很薄的鉛箔作為極板基片；為了提高鉛箔極板的機械強度，一般采用卷繞成圓柱狀的極群。正極板、隔板、負極板交替疊放，卷繞在一起，制成電池單體為圓柱形的卷繞式鉛酸蓄電池，又稱螺旋卷式鉛酸蓄電池，也稱卷式電極鉛酸蓄電池。與傳統的蓄電池相比，卷繞式鉛酸蓄電池在比能量、比功率、循環(huán)壽命、快速充電等方面都具有優(yōu)勢。(高軍，史鵬飛，杜春雨.卷繞式鉛酸蓄電池發(fā)展狀況[J].電池，2005，25
(I):6-67)由于該技術需要事先將正負極板成型，然后夾上隔板，再卷繞成型，因此，由其復雜的加工過程帶來的多道エ序，増加了制造成本。
[0005]上述兩種新型蓄電池在回收過程中，均存在需要拆解后才能回收其中的金屬材料的問題，耗費人力多，回收麻煩，也直接増加了回收成本。
[0006]中國發(fā)明專利申請03111713.9公開了“疊卷式鉛酸蓄電池”，該發(fā)明公開了ー種改進的疊卷式鉛酸蓄電池，包括電池槽、正極板、負極板、隔板和膠體電解液，正極板連接正極柱，負極板連接負極柱，其正、負極板為純鉛板柵帶，正、負極板由隔板間隔卷繞成柱狀。既保留了純鉛的電性能優(yōu)點，又正好利用純鉛柔軟的特點可以將極板柵帶卷繞起來，卷繞后的極板形成多層疊加，滿足了強度要求，不僅避免了電極腐蝕問題，大大延長了鉛酸蓄電池的使用壽命，而且在同等重量下，可將蓄電池的容量提高30?40%，性能穩(wěn)定，抗震性好。
[0007]中國發(fā)明專利ZL03113934.5公開了 “鋰電池正極材料及其制備方法”，該發(fā)明公開了ー種用于鋰電池的正極材料，其材料用化學通式表示為LixMhFePO4, M選自Mg2+、Ca2+、Sr2+、Ti3+、Al3+、B3+、Si4+、Ge4+、P5+。該材料是用加入導電摻雜劑，采用金屬氧化物、碳酸鹽、硫化物、磷酸鹽、氟化物與非飽和狀態(tài)的鋰鐵磷酸鹽晶體，升溫到500?900°C反應10小時制得的。通過非化學計量的方法可以制備出高電導率的鋰鐵磷酸鹽晶體，其材料用化學通式表示為LiFe-P04_y。對于增壓型置換離子制備鋰電池的正極材料，其化學通式為LixMhFezM 丨 hP04，M ,選自 Ti3+、V3+、Co3+、Ni3+、Mn3+、Cr3+、Cu3+ 和 Mo3+，通過固相反應制得摻鎂鋰鐵錳磷酸鹽LixMghFezMrvzPO4的固體粉末。對于納米結構的正極材料，其化學通式為LixFeP04_y，通過真空濺射沉積制得，該材料電導率可達10_2S/Cm，實際放電容量達到240mAh/g。該新型正極材料具有低價、高能和安全的特性,不僅適用于中小型聚合物、膠體和液體鋰離子電池中，尤其適用于大功率動カ電池。
[0008]中國發(fā)明專利ZL200410046645.5公開了“氫空氣燃料電池催化膜制作方法”，該發(fā)明公開了ー種氫空氣燃料電池催化膜制作方法，在極限真空度小于SXlO-4Pa的高真空電場中，以碳紙為正極靶材，以鉬條為負極電子槍，用熱線圈為鉬條加熱軟化，鉬條電子束在全方位偏轉線圈作用下對正極碳紙靶材進行濺射。該專利的特點是使用磁控真空濺射法，將鉬粒子按設定的顆粒大小及濺射在碳紙上的松散度，有序地平鋪在碳紙上而不重疊無堆積。使鉬用量在使用化學法的0.4-0.6mg/cm2降低到小于0.lmg/cm2，而整個生產過程全部用計算機控制，保證了大批量自動化生的可行性。該發(fā)明是ー種エ藝簡單、催化劑在碳紙上不會重疊的氫空氣燃料電池催化膜制作方法。
[0009]中國發(fā)明專利ZL201010143939.5公開了 “ー種硅基太陽能電池正面柵電極的制備方法”，該發(fā)明涉及ー種硅基太陽能電池正面柵電極的制備方法。該發(fā)明采用如下技術方案:一種硅基太陽能電池正面柵電極的制備方法，其特征是:依次采用如下步驟:一、已經形成減反射膜的一種硅基太陽能電池正面上采用真空濺射的方法沉積5?50納米厚金屬膜；ニ、在金屬膜上印刷ー層正面柵電極形狀的抗蝕圖案；三、去除沒有覆蓋抗蝕圖案的金屬膜，形成電池正面柵電極圖形；四、去除抗蝕圖案，加厚正面柵電扱。通過采用上述方案，該發(fā)明克服現有技術存在的不足，提供ー種能改善正面柵電極與晶體硅之間的接觸性能，而且能增強正面柵電極與晶體硅之間的附著力，降低電極的串電阻，提高太陽能電池的轉換效率的新電極制備方法。
[0010]董震等發(fā)表的“基于超吸水纖維的電池隔膜的性能研究”[產業(yè)用紡織品，2010，
[11]=22-24]中，介紹了電池隔膜性能的分析方法；研究了超吸水纖維(SAF)含量與電池隔膜的吸液、保液及導水性能的關系。結果表明:隨著SAF含量的増加，隔膜的吸液和保液能力提高，但導水能力下降；適當控制SAF含量，可以使電池隔膜的性能達到比較理想的效果。
[0011]隨著鉛酸蓄電池應用領域的不斷擴大，對其綜合性能和產品多祥性的要求也相應地不斷提高，改善鉛酸蓄電池的便攜性、穩(wěn)定性和可靠性，提高其比能量，以及便于連續(xù)制造加工，易于回收其中金屬材料，將成為進ー步推廣其用途的重要問題。
[0012]當前，鉛酸蓄電池主要存在以下幾個問題:
[0013]1、傳統的鉛酸蓄電池中極板活性物質利用率大多僅達45%左右，究其原因，主要與極板厚度、極板表面積，以及電解液密度有夫，因此，為了提高極板活性物質利用率，務必需要盡可能地增大極板表面與電解液的接觸面積。
[0014]2、傳統的鉛酸蓄電池的活性物質主要采用澆鑄式板柵，在其鑄板過程中，通常會產生氣孔、砂眼、裂紋、縮孔和歪斜等缺陷，導致產品均勻度差，不得不在組裝過程中增加配板過程，以求得同批產品性能的一致性，由此而導致勞動效率低，產品質量不穩(wěn)定的問題。
[0015]3、在板柵鑄板過程中，高溫的熔鉛蒸氣必然導致生產環(huán)境劣化和影響從業(yè)人員的身體健康，并造成對環(huán)境的污染。
[0016]4、由于澆鑄式板柵結構需要繁雜的組裝過程，將導致生產過程難以實現大規(guī)模連續(xù)生產。
[0017]5、澆鑄式板柵結構難以有效利用蓄電池體內的有效空間，同時還會導致內阻加大，導電能力下降。
[0018]6、受板柵模具規(guī)格的限制，難以根據使用要求靈活調節(jié)和改變蓄電池的容量和尺寸，因而限制了產品品種和用途的開發(fā)。

【發(fā)明內容】

[0019]為了克服上述問題，本發(fā)明開發(fā)了ー種柔性易回收鉛酸蓄電池芯的制備方法。本發(fā)明改變傳統鉛酸蓄電池的活性物質所采用的澆鑄式板柵結構，以復合褐藻膠纖維的多孔性玻璃纖維織物為支撐層，通過真空濺射或真空蒸發(fā)鍍膜的方法將金屬集流層敷于支撐層兩面，再分別涂覆正、負極活性物質，經干燥后，于其表面噴涂褐藻膠溶液，形成隔離層，再干燥后，即可得到可卷繞的柔性鉛酸蓄電池芯，可以取代傳統的剛性隔板加鑄鉛板的鉛酸蓄電池芯，有利于實現連續(xù)化生產，簡化生產エ藝，提高材料利用率，減少環(huán)境污染。
[0020]本發(fā)明是這樣實現的:一種柔性易回收鉛酸蓄電池芯的制備方法，其特征在于:以復合褐藻膠纖維的多孔性玻璃纖維織物為支撐層，通過真空濺射或真空蒸發(fā)鍍膜的方法將金屬集流層敷于支撐層兩面，再分別涂覆正、負極活性物質，經干燥后，于其表面噴涂褐藻膠溶液，形成隔離層，再干燥后，即可得到可卷繞的柔性鉛酸蓄電池芯。然后按照所需電容量、形狀和尺寸要求組裝，接上電極引出端子，壓入外殼后充入電解液，經密封，即成柔性易回收鉛酸蓄電池。
[0021]在上述柔性易回收鉛酸蓄電池芯制備過程中，復合褐藻膠纖維的多孔性玻璃纖維織物承擔了鉛酸蓄電池的支撐層，提供基礎的機械強度；通過真空濺射或真空蒸發(fā)鍍膜的方法敷干支撐層上的正、負極集流體，采用金屬鉛或其合金，一方面可以節(jié)省材料，同時也可以提高導電性；正、負極活性物質采用公知的材料和配方；噴涂褐藻膠溶液形成的隔離層起絕緣正、負極的作用，并可吸收和透過電解液；外殼采用絕緣的塑料、橡膠或玻璃材料，根據使用要求，可制成柱狀、板式或盒裝。
[0022]所述復合褐藻膠纖維的多孔性玻璃纖維織物采用褐藻膠纖維與多孔性玻璃纖維混紡的無紡織物，其質量比為1:99?99:1 ;所用的褐藻膠纖維可以從褐藻酸鈉、褐藻酸鉀、褐藻酸鎂、褐藻酸鋰、褐藻酸氨、褐藻酸丙ニ酷、褐藻酸鈣、褐藻酸鐵、褐藻酸鋅紡成的纖維中的一種或者幾種的混合物選擇，其厚度為0.1mm?5.0_。
[0023]所述正、負極集流體采用Pb-Ca (0.06% ?0.08%) -Sn (1.2% ?1.5%) -Al (0.02%)四元合金或者Pb-Sn(l.7%) -Cd(l.7%)低銻合金，其厚度控制在5?500納米。
[0024]所述正極活性物質采用公知的鉛酸蓄電池正極鉛膏配方，依據電容量的設定，調節(jié)其厚度為0.5mm?5.0mm。
[0025]所述負極活性物質采用公知的鉛酸蓄電池負極鉛膏配方，依據電容量的設定，調節(jié)其厚度為0.5mm?5.0mm。[0026]所述制造隔離層的褐藻膠溶液采用褐藻酸鈉、褐藻酸鉀、褐藻酸鎂、褐藻酸鋰、褐藻酸氨、褐藻酸丙ニ酯中的一種或者幾種的混合物，其濃度為質量百分比0.1%?10%。
[0027]所述外殼采用公知的絕緣的塑料、橡膠或玻璃，或者這些材料的復合物制成。
[0028]上述柔性易回收鉛酸蓄電池芯的制備方法:主要包括復合褐藻膠纖維的多孔性玻璃纖維織物支撐層的制備、正、負極集流體的鍍覆、正、負極活性物質的涂覆、褐藻膠隔離層的噴涂，以及后續(xù)的外殼組裝和電解質的充填。
[0029]1、復合褐藻膠纖維的多孔性玻璃纖維織物支撐層的制備
[0030]步驟1:根據設定的比例將褐藻膠纖維和多孔性玻璃纖維分別開松、除雜后混合，使之成為均勻的纖維層。
[0031]步驟2:經梳理機梳成單纖維組成的薄網。
[0032]步驟3:以褐藻膠溶液作為粘合劑，噴入上述制成的纖維薄網，并經滾壓加固成型，即得到所需的復合褐藻膠纖維的多孔性玻璃纖維織物。
[0033]2、正、負極集流體的鍍覆
[0034]正、負極集流體的鍍覆可采用真空蒸鍍法或真空濺射法制備。
[0035]I)真空蒸鍍法鍍覆正、負極集流體
[0036]步驟1:將上述制備的復合褐藻膠纖維的多孔性玻璃纖維織物預熱。
[0037]步驟2:將上述用作正、負極集流體的合金在蒸發(fā)源中加熱蒸發(fā)，使其以原子(或分子)形態(tài)加入氣相空間。
[0038]步驟3:將上述制備的復合褐藻膠纖維的多孔性玻璃纖維織物引入真空蒸發(fā)鍍膜機中，使集流體材料沉積在織物兩面，并成膜。
[0039]步驟4:鍍膜后的復合褐藻膠纖維的多孔性玻璃纖維織物冷卻，并引出鍍膜機。
[0040]2)真空濺射法鍍覆正、負極集流體
[0041]步驟1:將上述制備的復合褐藻膠纖維的多孔性玻璃纖維織物預熱。
[0042]步驟2:將上述用作正、負極集流體的合金作為靶材，通過荷能粒子轟擊，使其以原子(或分子)形態(tài)逸出，加入氣相空間。
[0043]步驟3:將上述制備的復合褐藻膠纖維的多孔性玻璃纖維織物引入真空濺射鍍膜機中，使集流體材料沉積在織物兩面，并成膜。
[0044]步驟4:鍍膜后的復合褐藻膠纖維的多孔性玻璃纖維織物冷卻，并引出鍍膜機。
[0045]3、正、負極活性物質的涂覆
[0046]步驟1:分別按照公知的正、負極活性物質的配方配制正、負極鉛膏。
[0047]步驟2:利用涂布機在上述制備的鍍膜復合褐藻膠纖維的多孔性玻璃纖維織物兩面分別涂布配好的正、負極鉛膏。
[0048]步驟3:經輥壓機將涂布了鉛膏的織物壓實、碾平。
[0049]步驟4:于烘干機中干燥。
[0050]4、褐藻膠隔離層的噴涂
[0051]步驟1:將褐藻膠加水配制成溶液。
[0052]步驟2:將涂覆了正、負極活性物質的復合褐藻膠纖維的多孔性玻璃纖維織物引入噴涂機，均勻噴涂配好的褐藻膠溶液。
[0053]步驟3:經輥壓機將噴涂了褐藻膠溶液的織物壓實、碾平。[0054]步驟4:于烘干機中干燥，即可得到柔性可回收鉛酸蓄電池芯。
[0055]5、后續(xù)的外殼組裝和電解質的充填
[0056]步驟1:根據使用要求，將得到柔性可回收鉛酸蓄電池芯經過卷繞、層壓或填充，制成柱狀、板式或盒裝
[0057]步驟2:將制成的鉛酸蓄電池芯裝入外売。
[0058]步驟3:加入電解質后密封。
[0059]本發(fā)明提供的一種柔性可回收鉛酸蓄電池芯的制備方法有如下優(yōu)點:
[0060]1、褐藻膠是由褐藻提取的一類由古洛糖醛酸和甘露糖醛酸組成的多糖類，當其在酸性條件下或者形成多價鹽形式，為不溶性物質，當其以單價鹽形式存在吋，則為可溶性。采用褐藻膠與多孔性玻璃纖維復合時，由于鉛酸蓄電池的電解質為硫酸溶液，在此酸性條件下，褐藻膠以不溶性的褐藻酸形式存在，既可以粘結玻璃纖維，增強無紡織物的強度，又可以發(fā)揮其親水性的優(yōu)點，盡可能吸收電解質。當鉛酸蓄電池失效以后，需要回收其中金屬材料吋，只需將其用堿處理，使其轉化成水溶性的褐藻酸鹽，如褐藻酸鈉、海褐藻酸鉀、褐藻酸氨等形式，一方面可以將其與金屬成分分開，同時還可以起崩解劑的作用，可以使不溶性的多孔性玻璃纖維和金屬成分分散，便于回收利用。同樣，將褐藻膠作為絕緣隔離層，也具有上述作用。
[0061]2、采用真空蒸發(fā)或真空濺射鍍膜法生成正、負極活性物質的集流體，有利于提高鉛酸蓄電池中極板活性物質與無效的集流體的質量比，增大極板表面積，提高極板活性物質利用率，增大電極表面與電解液的接觸面積。
[0062]3、采用無紡纖維作為支撐層，很容易得到柔性基材的效果；同時也有利于實現連續(xù)生產。由于采用涂覆型的卷軸結構，可以簡化澆鑄式板柵結構導致的繁雜組裝過程，有利于簡化組裝過程中的配板過程，提高勞動效率和產品質量穩(wěn)定性。
[0063]4、采用真空濺射或真空鍍膜法生成鉛活性層的集流體，可以避免在板柵鑄板過程中，高溫熔鉛蒸氣導致生產環(huán)境劣化和影響從業(yè)人員的身體健康的問題，進而避免對環(huán)境的污染。
[0064]5、采用多孔性纖維織物為基材，取代傳統的隔板，有利于電解液的滲透和擴散，提高其余活性層的接觸和反應效率，有效利用蓄電池體內的有效空間，改善電解液的透過性，便于減少電解液的使用量，減少廢酸造成的對環(huán)境的污染，同時降低內阻，提高導電能力。
[0065]6、采用卷軸型結構，可以不受板柵模具規(guī)格的限制，并根據使用要求靈活調節(jié)和改變蓄電池的容量和尺寸，有利于產品品種和用途的開發(fā)。
[0066]7、采用卷軸型結構，有利于在蓄電池過度極化后回收利用活性材料鉛，減少廢棄物的污染。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0067]圖1是本發(fā)明一種柔性可回收鉛酸蓄電池芯的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0068]下面結合具體實施例來對本發(fā)明進行詳細的說明。
[0069]圖1是本發(fā)明一種柔性可回收鉛酸蓄電池芯的結構示意圖。本發(fā)明所述的ー種柔性可回收鉛酸蓄電池芯，依次由褐藻膠隔離層1、正極活性物質2、金屬集流層3、復合褐藻膠纖維的多孔性玻璃纖維織物支撐層4、金屬集流層5、負極活性物質6和褐藻膠隔離層7組成。
[0070]褐藻膠隔離層I和褐藻膠隔離層7采用褐藻酸鈉、褐藻酸鉀、褐藻酸鎂、褐藻酸鋰、褐藻酸氨、褐藻酸丙ニ酯中的一種或者幾種的混合物；正極活性物質2采用公知的鉛酸蓄電池正極鉛膏配方，依據電容量的設定，調節(jié)其厚度為0.5mm?5.0mm ;負極活性物質6采用公知的鉛酸蓄電池負極鉛膏配方，依據電容量的設定，調節(jié)其厚度為0.5mm?5.0mm ;金屬集流層3和金屬集流層5采用Pb-Ca (0.06%?0.08%) -Sn (1.2%?1.5%) -Al (0.02%)四元合金或者Pb-Sn(l.7%)-Cd (1.7%)低銻合金，其厚度控制在5?500納米；復合褐藻膠纖維的多孔性玻璃纖維織物支撐層4采用褐藻膠纖維與多孔性玻璃纖維混紡的無紡織物，其質量比為1:99?99:1 ;所用的褐藻膠纖維可以從褐藻酸鈉、褐藻酸鉀、褐藻酸鎂、褐藻酸鋰、褐藻酸氨、褐藻酸丙ニ酷、褐藻酸鈣、褐藻酸鐵、褐藻酸鋅紡成的纖維中的ー種或者幾種的混合物選擇，其厚度為0.1mm?5.0mm。
[0071]實施例一
[0072]步驟1:將褐藻膠纖維和多孔性玻璃纖維分別開松、除雜后按照質量比1:9的比例混合，使之成為均勻的纖維層。經梳理機梳成單纖維組成的薄網。以質量比1%褐藻酸鈉溶液作為粘合劑，噴入上述制成的纖維薄網，并經滾壓加固成型，即得到所需的復合褐藻膠纖維的多孔性玻璃纖維織物。
[0073]步驟2:將上述制備的復合褐藻膠纖維的多孔性玻璃纖維織物預熱，然后將Pb-Ca (0.06%?0.08%) -Sn (1.2%?1.5%) -Al (0.02%)四元合金在蒸發(fā)源中加熱蒸發(fā)，使其以原子(或分子)形態(tài)加入氣相空間。將上述制備的復合褐藻膠纖維的多孔性玻璃纖維織物引入真空蒸發(fā)鍍膜機中，使集流體材料沉積在織物兩面，并成膜。鍍膜后的復合褐藻膠纖維的多孔性玻璃纖維織物冷卻，并引出鍍膜機。
[0074]步驟3:分別按照公知的正、負極活性物質的配方配制正、負極鉛膏。利用涂布機在上述制備的鍍膜復合褐藻膠纖維的多孔性玻璃纖維織物兩面分別涂布配好的正、負極鉛膏。經輥壓機將涂布了鉛膏的織物壓實、碾平，于烘干機中干燥。
[0075]步驟4:將褐藻酸鈉加水配制成質量比1%溶液。將涂覆了正、負極活性物質的復合褐藻膠纖維的多孔性玻璃纖維織物引入噴涂機，均勻噴涂配好的褐藻酸鈉溶液。經輥壓機將噴涂了褐藻酸鈉溶液的織物壓實、碾平。于烘干機中干燥，即可得到柔性可回收鉛酸蓄電池芯。
[0076]步驟5:根據使用要求，將得到柔性可回收鉛酸蓄電池芯經過卷繞、層壓或填充，制成柱狀、板式或盒裝。將制成的鉛酸蓄電池芯裝入外殼。加入電解質后密封。
[0077]實施例ニ
[0078]步驟1:將褐藻膠纖維和多孔性玻璃纖維分別開松、除雜后按照質量比9:1的比例混合，使之成為均勻的纖維層。經梳理機梳成單纖維組成的薄網。以褐藻酸氨溶液作為粘合劑，噴入上述制成的纖維薄網，并經滾壓加固成型，即得到所需的復合褐藻膠纖維的多孔性玻璃纖維織物。
[0079]步驟2:將上述制備的復合褐藻膠纖維的多孔性玻璃纖維織物預熱。將上述用作正、負極集流體的Pb_Sn(l.7%)-Cd(1.7%)低銻合金合金作為靶材，通過荷能粒子轟擊，使其以原子(或分子)形態(tài)逸出，加入氣相空間。將上述制備的復合褐藻膠纖維的多孔性玻璃纖維織物引入真空濺射鍍膜機中，使集流體材料沉積在織物兩面，并成膜。鍍膜后的復合褐藻膠纖維的多孔性玻璃纖維織物冷卻，并引出鍍膜機。
[0080]步驟3:分別按照公知的正、負極活性物質的配方配制正、負極鉛膏。利用涂布機在上述制備的鍍膜復合褐藻膠纖維的多孔性玻璃纖維織物兩面分別涂布配好的正、負極鉛膏。經輥壓機將涂布了鉛膏的織物壓實、碾平。于烘干機中干燥。
[0081]步驟4:將褐藻酸氨加水配制成質量比5%溶液。將涂覆了正、負極活性物質的復合褐藻膠纖維的多孔性玻璃纖維織物引入噴涂機，均勻噴涂配好的褐藻酸氨溶液。經輥壓機將噴涂了褐藻酸氨溶液的織物壓實、碾平。于烘干機中干燥，即可得到柔性可回收鉛酸蓄電池芯。
[0082]步驟5:將褐藻酸氨加水配制成2%溶液。將涂覆了正、負極活性物質的復合褐藻膠纖維的多孔性玻璃纖維織物引入噴涂機，均勻噴涂配好的褐藻酸氨溶液。經輥壓機將噴涂了褐藻酸氨溶液的織物壓實、碾平。于烘干機中干燥，即可得到柔性可回收鉛酸蓄電池芯。
[0083]步驟6:根據使用要求，將得到柔性可回收鉛酸蓄電池芯經過卷繞、層壓或填充，制成柱狀、板式或盒裝。將制成的鉛酸蓄電池芯裝入外殼。加入電解質后密封。
【權利要求】
1.一種柔性易回收鉛酸蓄電池芯，其特征在于:包括以復合褐藻膠纖維的多孔性玻璃纖維織物為支撐層；通過真空濺射或真空蒸發(fā)鍍膜的方法將正、負極金屬集流體層敷于支撐層兩面；再分別涂覆正、負極活性物質，經干燥后，于其表面噴涂褐藻膠溶液，形成隔離層；再干燥后，即可得到可卷繞的柔性鉛酸蓄電池芯；然后按照所需電容量、形狀和尺寸要求組裝，接上電極引出端子，壓入外殼后充入電解液，經密封，即成柔性易回收鉛酸蓄電池。
2.根據權利要求1所述的ー種柔性易回收鉛酸蓄電池芯，其特征在于:所述復合褐藻膠纖維的多孔性玻璃纖維織物采用褐藻膠纖維與多孔性玻璃纖維混紡的無紡織物，其質量比為1:99~99:1 ;所用的褐藻膠纖維可以從褐藻酸鈉、褐藻酸鉀、褐藻酸鎂、褐藻酸鋰、褐藻酸氨、褐藻酸丙二酷、褐藻酸鈣、褐藻酸鐵、褐藻酸鋅紡成的纖維中的一種或者幾種的混合物選擇，其厚度為0.1mm~5.0mm。
3.根據權利要求1所述的ー種柔性易回收鉛酸蓄電池芯，其特征在干:所述正、負極集流體采用Pb-Ca (0.06%~0.08%) -Sn (1.2%~1.5%) -Al (0.02%)四元合金或者Pb-Sn(l.7%) -Cd(l.7%)低銻合金，其厚度控制在5~500納米。
4.根據權利要求1所述的ー種柔性易回收鉛酸蓄電池芯，其特征在于:所述正極活性物質采用公知的鉛酸蓄電池正極鉛膏配方，依據電容量的設定，調節(jié)其厚度為0.5_~5.0mm0
5.根據權利要求1所述的ー種柔性易回收鉛酸蓄電池芯，其特征在于:所述負極活性物質采用公知的鉛酸 蓄電池負極鉛膏配方，依據電容量的設定，調節(jié)其厚度為0.5mm~5.0mm0
6.根據權利要求1所述的ー種柔性易回收鉛酸蓄電池芯，其特征在于:所述制造隔離層的褐藻膠溶液采用褐藻酸鈉、褐藻酸鉀、褐藻酸鎂、褐藻酸鋰、褐藻酸氨、褐藻酸丙二酯中的一種或者幾種的混合物，其濃度為質量百分比0.1%~10%。
7.根據權利要求1所述的ー種柔性易回收鉛酸蓄電池芯，其特征在于:所述外殼采用公知的絕緣的塑料、橡膠或玻璃，或者這些材料的復合物制成。
8.—種如權利要求1所述的柔性易回收鉛酸蓄電池芯的制備方法，其特征在于包括如下步驟: (1)復合褐藻膠纖維的多孔性玻璃纖維織物支撐層的制備: 步驟1:根據設定的比例將褐藻膠纖維和多孔性玻璃纖維分別開松、除雜后混合，使之成為均勻的纖維層； 步驟2:經梳理機梳成單纖維組成的薄網； 步驟3:以褐藻膠溶液作為粘合剤，噴入上述制成的纖維薄網，并經滾壓加固成型，即得到所需的復合褐藻膠纖維的多孔性玻璃纖維織物； (2)正、負極集流體的鍍覆: 所述正、負極集流體的鍍覆可采用真空蒸鍍法或真空濺射法制備； (3)正、負極活性物質的涂覆: 步驟1:分別按照公知的正、負極活性物質的配方配制正、負極鉛膏； 步驟2:利用涂布機在上述制備的鍍膜復合褐藻膠纖維的多孔性玻璃纖維織物兩面分別涂布配好的正、負極鉛膏； 步驟3:經輥壓機將涂布了鉛膏的織物壓實、碾平；步驟4:于烘干機中干燥； (4)褐藻膠隔離層的噴涂: 步驟1:將褐藻膠加水配制成溶液； 步驟2:將涂覆了正、負極活性物質的復合褐藻膠纖維的多孔性玻璃纖維織物引入噴涂機，均勻噴涂配好的褐藻膠溶液； 步驟3:經輥壓機將噴涂了褐藻膠溶液的織物壓實、碾平； 步驟4:于烘干機中干燥，即可得到柔性可回收鉛酸蓄電池芯； (5)后續(xù)的外殼組裝和電解質的充填: 步驟1:根據使用要求，將得到柔性可回收鉛酸蓄電池芯經過卷繞、層壓或填充，制成柱狀、板式或盒裝； 步驟2:將制成的鉛酸蓄電池芯裝入外殼； 步驟3:加入電解質后密封，即成柔性易回收鉛酸蓄電池。
9.根據權利要求8所述的ー種柔性易回收鉛酸蓄電池芯的制備方法，其特征在于:所述正、負極集流體的鍍覆采用真空蒸鍍法具體如下: 步驟1:將上述制備的復合褐藻膠纖維的多孔性玻璃纖維織物預熱； 步驟2:將上述用作正、負極集流體的合金在蒸發(fā)源中加熱蒸發(fā)，使其以原子或分子形態(tài)加入氣相空間； 步驟3:將上述制備的復合褐藻膠纖維的多孔性玻璃纖維織物引入真空蒸發(fā)鍍膜機中，使集流體材料沉積在織物兩面，并成膜； 步驟4:鍍膜后的復合褐藻膠纖維的多孔性玻璃纖維織物冷卻，并引出鍍膜機。
10.根據權利要求8所述的ー種柔性易回收鉛酸蓄電池芯的制備方法，其特征在于:所述正、負極集流體的鍍覆采用真空濺射法具體如下: 步驟1:將上述制備的復合褐藻膠纖維的多孔性玻璃纖維織物預熱； 步驟2:將上述用作正、負極集流體的合金作為靶材，通過荷能粒子轟擊，使其以原子或分子形態(tài)逸出，加入氣相空間； 步驟3:將上述制備的復合褐藻膠纖維的多孔性玻璃纖維織物引入真空濺射鍍膜機中，使集流體材料沉積在織物兩面，并成膜； 步驟4:鍍膜后的復合褐藻膠纖維的多孔性玻璃纖維織物冷卻，并引出鍍膜機。
【文檔編號】H01M4/14GK103560252SQ201310488977
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年10月17日 優(yōu)先權日:2013年10月17日
【發(fā)明者】蔣維, 甘純璣 申請人:福建瑞達精工股份有限公司