[发明专利]一种水平双极管式胶体蓄电池及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种双极蓄电池及其制备方法，尤其涉及一种水平双极管式胶体蓄电池及其制备方法。

背景技术

铅酸蓄电池是一种应用最早、最广泛可充二次电池，然而，相对于其他如锂离子电池等新型电池而言，却存在着寿命较短、比能量相对较低等缺点，从而限制了其发展。事实上，铅酸蓄电池有着许多十分明显的优点，尤其是其大电流放电能力强、耐过充过放、安全，工艺极其成熟，以及原材料广泛、价格便宜等等。因此，如何解决上述缺点一直是电池乃至能源行业的重要课题，目前，对此业内一般从几个重要的方面着手：

一方面，从电池结构进行改进：

传统电池往往采用单极设计，极群通过汇流排引出，活性物质所产生的电流传送到集流体并通过相互连接的极耳到达下一节电池，因此不仅增加了电池的重量，降低了比能量，还给电力输出造成负面的影响。为此，人们很早就提出双极电池结构，这是一种极其先进的电池结构，其早以得到业界的广泛认可，该结构分为一般双极和水平双极两种。其中，一般双极的活性物质被涂覆在双极基板的两面，电流能从基板流动到下一节电池，电流路径极短，故在电路中因电阻电压降而造成的电荷损失达到了最小，电池体积也因此大大减少，很具前景，但因其材料及工艺目前尚未形成完整的产业链而成本较高，制作较为困难。相对而言，水平双极结构在具有一般双极结构的同时，还具有与传统电池工艺移植性良好的特点，即其极片制作可以与传统极片制作一致，配套的设备和工艺及其成熟，因此水平双极具有很好的融入性。

另一方面，从极板结构进行改进：

传统电池一般采用板栅涂膏制备正、负极板，然而，涂膏式极板在长期的循环使用中其活性物质会随充放电体积变化而降低强度，甚至产生脱膏现象，使其循环寿命缩短。而管式电极正好具有长寿命、高可靠性、宽广的温度适用范围等特点，加上其优越的大电流放电和深循环能力、充电接受能力强、过放电性能恢复性能好等优点，逐步变成通信、电力和电动车用电源的发展方向。因此，在动力型深充放且有长寿命要求的电池应用领域，往往采用管式极板，以满足其要求。

再一方面，从电解液着手进行改进：

当电池采用胶体性电解液时，蓄电池内部不存在游离态的硫酸，降低板栅腐蚀。同时，胶体电解液构成三维结构的胶质固态聚合电解质伴有微细裂纹，使蓄电池正极产生的氧能通过裂纹到达负极，在负极上还原而完成蓄电池氧内循环，或将负极产生的微量氢与氧合成水返回电池完成水循环，使得电池使用过程中不会失水，从而多方面为蓄电池的使用寿命提供保障。

此外，还可以改善化成工艺：

传统电池一般采用外化成，即将正负极片在化成槽内化成为熟极片后，在干燥组装成电池，由于外化成过程中产生大量酸雾，占用大量场地，浪费能源，已开始逐步被内化成所取代。内化成即将生极片组装成电池后，加酸，在电池盒内进行化成，电池极片所受污染小，电池寿命长，且工艺更满足环保要求。事实上，二者各有优缺点，外化成化成透彻，化成温度、浓度、极板质量易控，而内化成则初期化成较为困难，电池内部温度可能存在不均匀，电池一致性略差等。

因此，如何解决铅酸蓄电池各项缺点，进一步提升其性能，本发明人认为，应当从不同的方面同时着手，综合考虑，才会有所成效。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能提升电池比能量，延长蓄电池使用寿命的水平双极管式胶体蓄电池及其制备方法。

为解决上述技术问题，本发明提供一种水平双极管式胶体蓄电池及其制备方法，所述水平双极管式胶体蓄电池采用水平双极结构组装，并采用管式极板、胶体电解液、与单格上装配有双注液孔的铅酸蓄电池组成，其特征在于：所述水平双极结构指蓄电池单格之间的极片采用水平放置，即一片负极上平铺一片或多片多孔耐酸隔膜而后，再平铺一片正极，依次装配。并且前一格的电极正极板(或负极)与相邻一格的负极板(或正极)水平连接，连接区通过石蜡、AB环氧树脂胶、ABS丁酮胶等或耐酸密封环部件密封，以隔绝格间的电解液。

进一步的，所述正、负极极片可以根据盒体做成相应形状，极耳从其中心或两侧引出，优选为正方形，中心引出，所述隔膜为PVC、PVC+SiO2隔膜、AGM隔膜、聚酯隔膜、AJS隔膜中的一种或多种组合。

进一步的，所述管式电极正负极均采用管式、正极单独采用管式而负极采用板栅涂膏、或者负极采用管式而正极采用板栅涂膏的组合方式。