一種膠體電解液鐵鎳蓄電池的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種膠體電解液鐵鎳蓄電池。它包括正極端子、負(fù)極端子、排氣閥栓、正極極片組、負(fù)極極片組、隔膜、正極匯流連接條、負(fù)極匯流連接條、蓄電池槽、蓄電池槽蓋、膠體電解液；膠體電解液鐵鎳蓄電池的正電極采用了燒結(jié)式或拉漿涂布式工藝，活性物質(zhì)由氫氧化鎳、導(dǎo)電石墨及添加劑組成。電池的負(fù)電極采用了燒結(jié)式或拉漿涂布式工藝，活性物質(zhì)采用四氧化三鐵、鐵粉、導(dǎo)電石墨及添加劑組成。電解液是由氫氧化鉀(KOH)水溶液、吸水性樹脂聚丙烯酸鈉（PAAS）及高分子材料聚乙烯醇(PVA)及添加劑混合而成。本實(shí)用新型可為市場提供一種失水率小、可大電流充放電、安全可靠、綠色環(huán)保的蓄電池，可滿足低成本商品化應(yīng)用的要求。
【專利說明】一種膠體電解液鐵鎳蓄電池

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及蓄電池，尤其涉及一種膠體電解液鐵鎳蓄電池。

【背景技術(shù)】
[0002] 當(dāng)前，可供電動車使用的電池主要有鉛酸電池和鋰離子電池。其中鉛酸電池占據(jù) 了主要市場，但這類電池比能量低，商品電池一般只能達(dá)到 3〇Wh/Kg左右，循環(huán)壽命在300 次左右，同時(shí)鉛和鎘是有毒金屬，對環(huán)境有嚴(yán)重的污染，已被世界各國限制生產(chǎn)和使用。鋰 離子電池存在易燃易爆、材料中要使用稀土元素，有著成本太高的缺點(diǎn)。在石油資源日益緊 缺，環(huán)保要求越趨嚴(yán)峻的情況下，電動車產(chǎn)業(yè)已成為世界各國和各地區(qū)重點(diǎn)發(fā)展的新興戰(zhàn) 略產(chǎn)業(yè)，在這個(gè)環(huán)境背景下，急需開發(fā)一種在生產(chǎn)和使用過程對環(huán)境不產(chǎn)生污染、使用成本 低、安全可靠、循環(huán)壽命長的環(huán)保綠色電池滿足市場需求，同時(shí)還要求原材料來源廣泛。
[0003] 現(xiàn)有技術(shù)中，鐵鎳電池基本上還是延用電池極片為袋式、電解液為流動富液式的 結(jié)構(gòu)，由于該蓄電池的固有特性，使得蓄電池容易失水，不能大電流放電；另外，這種結(jié)構(gòu)的 電池運(yùn)用在電動車上，電解液容易溢出，特別是在充電過程中，電解液會隨氣體帶出，使得 電解液加速干涸，影響使用效果。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本實(shí)用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種膠體電解液鐵鎳蓄電池。
[0005] 膠體電解液鐵鎳蓄電池包括正極端子、負(fù)極端子、排氣閥栓、正極極片組、負(fù)極極 片組、隔膜、正極匯流連接條、負(fù)極匯流連接條、蓄電池槽、蓄電池槽蓋、膠體電解液；蓄電池 槽上端設(shè)有蓄電池槽蓋，蓄電池槽蓋上設(shè)有正極端子、負(fù)極端子、排氣閥栓，蓄電池槽內(nèi)設(shè) 有膠體電解液；多個(gè)正極極片和多個(gè)負(fù)極極片交替疊放，正極極片和負(fù)極極片中間用隔膜 進(jìn)行隔離，多個(gè)正極極片的極耳相連后構(gòu)成正極極片組，多個(gè)負(fù)極極片的極耳相連后構(gòu)成 負(fù)極極片組，正極極片組和負(fù)極極片組構(gòu)成單體蓄電池結(jié)構(gòu)，并塞入蓄電池槽中，正極極片 的極耳相連后連接到正極匯流連接條上，負(fù)極極片的極耳相連后連接到負(fù)匯流連接條上； 正級匯流連接條上端部分作為正極端子，負(fù)匯流連接條上端部分作為負(fù)極端子。
[0006]所述的正極極片組的正極極片采用沖孔鋼帶作為集流基體，使用燒結(jié)工藝制備而 成；或者用泡沫鎳或鍍鎳沖孔鋼帶作為集流基體，活性物質(zhì)組份由重量百比為84?90%的 Ni (0H) 2、5?8%的石墨、3?5%的PVA、2?3%的CMC組成的漿料，經(jīng)拉漿涂布、干燥、滾 壓工藝制備而成。
[0007]所述的負(fù)極極片組的負(fù)極極片是由泡沫鎳或鍍鎮(zhèn)沖孔鋼帶作為集流基體，活性物 質(zhì)組份由重量百比為58?80%的Fe304、5?15%的金屬Fe粉、1?5%的石墨、1〇?15% 的FeS、3?5%的PTFE、1?2%的CMC組成的漿料，經(jīng)拉漿涂布、干燥、滾壓工藝制備而成。 [000 8] 所述的膠體電解液組份為5?9mol *L-1的Κ0Η、0· 4?1. 0m〇i .L_1的LiOH、20? l〇〇g · L_1 的 PAAS、3 ?8g · L_1 的 PVA。
[0009]所述的隔膜為尼龍氈、維尼龍無紡布、聚乙烯輻射接枝膜或聚丙烯輻射接枝膜中 的一種或幾種。
[^010]本實(shí)用新型解決了傳統(tǒng)鐵鎳電池不能大電流放電、比能量低的問題，特別是極片 采用燒結(jié)或拉菜涂布工藝后，極片可以做的很薄，表觀面積得以提高，適合大電流放電，充 電效率進(jìn)：步提高。同時(shí)使用膠體電解液后，使電解液處于膠質(zhì)狀態(tài)，減小了流動性，持水 性得到提高，并降低了失水率，電池在意外傾斜時(shí)也不會發(fā)生溢出現(xiàn)象，減少了維護(hù)成本及 延長了使用壽命。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1是膠體電解液鐵鎳蓄電池正視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]圖2是膠體電解液鐵鎳蓄電池側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0013]如圖1、2所示，膠體電解液鐵鎳蓄電池包括正極端子丨、負(fù)極端子2、排氣閥栓3、正 極極片組4、負(fù)極極片組5、隔膜6、正極匯流連接條7、負(fù)極匯流連接條8、蓄電池槽 9、蓄電 池槽蓋10、膠體電解液11 ;蓄電池槽9上端設(shè)有蓄電池槽蓋1〇,蓄電池槽蓋10上設(shè)有正極 端子1、負(fù)極端子2、排氣閥栓3,蓄電池槽9內(nèi)設(shè)有膠體電解液11 ;多個(gè)正極極片和多個(gè)負(fù) 極極片交替疊放，正極極片和負(fù)極極片中間用隔膜6進(jìn)行隔離，多個(gè)正極極片的極耳相連 后構(gòu)成正極極片組4,多個(gè)負(fù)極極片的極耳相連后構(gòu)成負(fù)極極片組 5,正極極片組4和負(fù)極 極片組5構(gòu)成單體蓄電池結(jié)構(gòu)，并塞入蓄電池槽9中，正極極片的極耳相連后連接到正極匯 流連接條 7上，負(fù)極極片的極耳相連后連接到負(fù)匯流連接條8上；正級匯流連接條7上端部 分作為正極端子1，負(fù)匯流連接條8上端部分作為負(fù)極端子2。
[0014]所述的正極極片組4的正極極片采用沖孔鋼帶作為集流基體，使用燒結(jié)工藝制備 而成；或者用泡沫鎳或鍍鎳沖孔鋼帶作為集流基體，活性物質(zhì)組份由重量百比為84?9〇% 的Ni(0H)2、5?8%的石墨、3?5%的PVA、2?3%的CMC組成的漿料，經(jīng)拉漿涂布、干燥、 滾壓工藝制備而成。 '
[0015]所述的負(fù)極極片組5的負(fù)極極片是由泡沫鎮(zhèn)或鍛鎳沖孔鋼帶作為集流基體，活性 物質(zhì)組份由重量百比為58?80%的Fe304、5?15%的金屬Fe粉、1?的石墨、 10? 15%的FeS、3?5%的PTFE、1?2%的CMC組成的漿料，經(jīng)拉漿涂布、干燥、滾壓工藝制備 而成。 _6]所述的膠體電解液11組份為5?9mol · L_1的ΚΟΗ、0· 4?1. 〇m〇l · L-1的LiOH、 20 ?100g · I/1 的 PAAS、3 ?8g · L-1 的 PVA。
[0017]所述的隔膜6為尼龍氈、維尼龍無紡布、聚乙烯輻射接枝膜或聚丙烯輻射接枝膜 中的一種或幾種。
[0018] 蓄電池槽9由高強(qiáng)度塑料或鋼殼制成，可以是標(biāo)稱電壓為L2V的單體單元結(jié)構(gòu)， 也可以是由一個(gè)較大體積并被分隔成10個(gè)小空間的連體組合結(jié)構(gòu)。組合結(jié)構(gòu)中每個(gè)單元 的正負(fù)電極與相鄰單元形成串聯(lián)的形式，組成標(biāo)稱電壓為1 2V的蓄電池組。不論單體結(jié)構(gòu) 還是組合結(jié)構(gòu)，其每個(gè)蓄電池單元槽蓋10上均設(shè)有可單向?qū)ǖ呐艢忾y栓3,便于排出內(nèi) 部過高壓力時(shí)的氣體。
[0019] 實(shí)施例1
[0020] 1)采用泡沫鎳或鍍鎳沖孔鋼帶作為集流基體，按S4%的Ni (OH) 2、5%的導(dǎo)電石墨、 3%的PVA、2%的CMC,加入去離子水混合攪拌，形成6〇〇〇CP粘度的漿料，均勻涂于集流基體 上，經(jīng)恒溫烘干后，以2〇MPa的壓力進(jìn)行輥壓，經(jīng)裁片后，用點(diǎn)焊機(jī)將極耳焊接到正極極片 的一端，制得正極極片；
[0021] 2)將泡沫鎳或鍍鎳沖孔鋼帶作為集流基體，將58 %的Fe3〇4、5%的金屬Fe粉、1〇乂 的石墨、10%的FeS、3%的PTFE、1 %的CMC，加入去離子水混合攪拌，形成6000Cp粘度的漿 料，均勻涂于集流基體上，經(jīng)恒溫烘干后，以20MPa的壓力進(jìn)行輥壓，經(jīng)裁片后，用點(diǎn)焊機(jī)將 極耳焊接到負(fù)極極片的一端，制得負(fù)極極片；
[0022] 3)將 5mol · L 1 的 K0H、0_ 4mol · L_1 的 Li0H、20g · L-1 的 PAAS、3g · L_1 的 PVA，加 入到去離子水中，在攪拌的條件下配制成膠體電解液；
[0023] 4)多個(gè)正極極片和多個(gè)負(fù)極極片交替疊放，正極極片和負(fù)極極片中間用隔膜6進(jìn) 行隔離，多個(gè)正極極片的極耳相連后構(gòu)成正極極片組4,多個(gè)負(fù)極極片的極耳相連后構(gòu)成負(fù) 極極片組5,正極極片組4和負(fù)極極片組5構(gòu)成單體蓄電池結(jié)構(gòu)，并塞入蓄電池槽9中，正 極極片的極耳相連后連接到正極匯流連接條7上，負(fù)極極片的極耳相連后連接到負(fù)匯流連 接條8上，正級匯流連接條7上端部分和負(fù)匯流連接條8上端部分分別穿過設(shè)有〇型密封 圈和墊片的槽蓋10,并用螺母固定，分別作為正極端子1和負(fù)極端子2,電池槽9和電池槽 蓋10之間須進(jìn)行密封處理，從排氣口處進(jìn)行抽真空并注入膠體電解液，或者先加入膠體電 解液后抽真空，在25°C的環(huán)境中擱置12h以上后，排氣口裝上排氣閥栓3,對電池進(jìn)行充電 化成作業(yè)?；蓞?shù)為：以〇· 2C恒流充電8h,以0· 2C恒流放電至單體電池電壓1. 〇v截止 為一個(gè)循環(huán)；重復(fù)三次循環(huán)完成化成作業(yè)。與傳統(tǒng)電池比對試驗(yàn)結(jié)果：
[0024]

【權(quán)利要求】
1. 一種膠體電解液鐵鎳蓄電池，其特征在于包括正極端子（1)、負(fù)極端子（2)、排氣閥 栓（3)、正極極片組（4)、負(fù)極極片組（5)、隔膜（6)、正極匯流連接條（7)、負(fù)極匯流連接條 (8)、蓄電池槽（9)、蓄電池槽蓋（10)、膠體電解液（11);蓄電池槽（9)上端設(shè)有蓄電池槽蓋 (10) ，蓄電池槽蓋（10)上設(shè)有正極端子（1)、負(fù)極端子（2)、排氣閥栓（3)，蓄電池槽（9)內(nèi)設(shè) 有膠體電解液（11);多個(gè)正極極片和多個(gè)負(fù)極極片交替疊放，正極極片和負(fù)極極片中間用 隔膜（6)進(jìn)行隔離，多個(gè)正極極片的極耳相連后構(gòu)成正極極片組（4)，多個(gè)負(fù)極極片的極耳 相連后構(gòu)成負(fù)極極片組（5)，正極極片組（4)和負(fù)極極片組（5)構(gòu)成單體蓄電池結(jié)構(gòu)，并塞 入蓄電池槽（9)中，正極極片的極耳相連后連接到正極匯流連接條（7)上，負(fù)極極片的極耳 相連后連接到負(fù)匯流連接條（8)上；正級匯流連接條（7)上端部分作為正極端子（1)，負(fù)匯 流連接條（8)上端部分作為負(fù)極端子（2)。
2. 如權(quán)利要求1所述的一種膠體電解液鐵鎳蓄電池，其特征在于所述的正極極片組 (4) 的正極極片采用沖孔鋼帶作為集流基體，使用燒結(jié)工藝制備而成；或者用泡沫鎳或鍍鎳 沖孔鋼帶作為集流基體，活性物質(zhì)組份由重量百比為84?90%的Ni (OH)2、5?8%的石墨、 3?5%的PVA、2?3%的CMC組成的漿料，經(jīng)拉漿涂布、干燥、滾壓工藝制備而成。
3. 如權(quán)利要求1所述的一種膠體電解液鐵鎳蓄電池，其特征在于所述的負(fù)極極片組 (5) 的負(fù)極極片是由泡沫鎳或鍍鎳沖孔鋼帶作為集流基體，活性物質(zhì)組份由重量百比為 58?80%的Fe30 4、5?15%的金屬Fe粉、1?5%的石墨、10?15%的FeS、3?5%的PTFE、 1?2%的CMC組成的漿料，經(jīng)拉漿涂布、干燥、滾壓工藝制備而成。
4. 如權(quán)利要求1所述的一種膠體電解液鐵鎳蓄電池，其特征在于所述的膠體電解液 (11) 組份為 5 ?9mol · Γ1 的 Κ0Η、0· 4 ?1. Omol · Γ1 的 Li0H、20 ?100g · Γ1 的 PAAS、 3 ?8g · L 1 的 PVA。
5. 如權(quán)利要求1所述的一種膠體電解液鐵鎳蓄電池，其特征在于所述的隔膜（6)為尼 龍氈、維尼龍無紡布、聚乙烯輻射接枝膜或聚丙烯輻射接枝膜中的一種或幾種。
【文檔編號】H01M10/34GK204067512SQ201420331157
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2014年6月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月19日
【發(fā)明者】徐平, 金訓(xùn)嶺 申請人:杭州紐普新能源有限公司