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一种纳米碳材料制备的蓄电池的制作方法

来源：花匠小妙招时间：2025-07-31 00:16

专利名称：一种纳米碳材料制备的蓄电池的制作方法
技术领域：
本发明涉及铅酸蓄电池领域，发明解决的课题是在铅酸蓄电池的阳极表面用多孔性质的碳质材料或石墨毡覆盖。在石墨毡与阳极板面加入带负电荷，比表面积860m2/0，多孔度58％，碳粒径≤15mm的活化剂。制造出性能迢群，使用寿命长、重量轻、容量大能短时间大电流充电，放电的新型铅酸蓄电池。
背景技术：
1、目前，密封型铅酸蓄电池在电动汽车、自行车上的应用正在日益扩大。在这类应用领域中，为了提高能源的利用率，在制动时，或在人路时，作为提高对能量进行回收率的再生充电技术是很重要的，即提高再生发电的充电效率是很重要的，通常，由于在车辆行驶过程中的再生充电要在数秒至数十秒的短时间内完成，为了在这一短时间内，积蓄尽可能多的能量，必须要有尽可能大的充电电流。但是，铅酸电池的大电流的充电效率比较低，实际的再生电流限制了再生充电的进行。
2、电池性能方面上的问题，①现铅电池所需充电的时间过长(要用小电流长时间充电)。②不能用大电流短时间进行充放电。③电池重量重。④容量低。
就上面存在的问题，若能制造出大电流充放电的蓄电池，就可为电动车提供了发展的空间，重量的减轻就能减少电动车的自身重量。
本

发明内容
本发明所指的铅酸蓄电池，是在正极板上加入了纳米碳带负电荷的活化剂，在正极板上加上石墨毡覆盖，其产品就是铅酸蓄电池。
1、铅酸蓄电池的阳极表面用多孔性质的碳材料，石墨毡材料覆盖为特征所制造的铅蓄电池。
2、铅酸蓄电池的阳极表面用多孔性质的带负电荷的纳米碳活化剂的碳粉末覆盖为特征制造的铅蓄电池。
3、本发明所指的多孔性质的碳质材料，是指有透水性的多孔性质的薄片、毡材或碳质粉末。尽管阳极和阴极之间通常是要用网眼状的隔离物(绝缘材料)来隔开的，然而，薄片、毡材填充了阳极和隔离物(绝缘材料)之一间的间隙，覆盖了阳极的表面。同时，碳质粉末也同样填充了阳极和隔离物(绝缘材料)之间的间隙，覆盖了阳极的表面。由此结果，造成薄片、毡材与碳质粉末对阳极上活性物质的修补挤压，起到了防止它们脱落的作用，并且因为这些薄片，毡材与碳质粉末与阳极上的活性物质，在电气上是导通的，所以这部分的电位也与阳极的电位相等。薄片、毡材与碳质粉末与阳极上的活性物质，在电气上是导通的，所以这部分的电位也与阳极的电位相等。薄片、毡材的尺寸，没有必要大到把一个阳极板全部覆盖，只要把数个阳极板叠起来进行覆盖就可以了。尽管薄片与毡材，可以利用纺织或非纺织成型的碳质纤维来加工制作，也可以用多孔性质的烧结物或用经过微细加工的、带微孔的板材来制作，都没有关系，但是从孔面积的比例、柔软性等方面考虑，最令人满意的，是用碳质纤维制成的薄片与毡材。不能将碳质材料理解为所有碳质材料，如结晶的、非晶质的、天然的、人工的碳质材料全部拿来就能用的，而是应当将它们通过烧结或烧结制成某种形状来使用4、如前面所述，若将多孔性质的碳质材料覆盖在阳极的表面，则可极大地提高其充电的分解力。把电池极板的数量从原来的阳极两块、阴极三块组合，减少为阳极一块、阴极两块的组合，也能得到约两倍以上的充电量。
5、碳质粉末若带有电荷，就会分散、悬浮在水中。带有负电的碳质粉末就会分散、悬浮在铅一酸蓄电池的电解液中。使用这种带有负电、悬浮碳质粉末的电解液，作为铅一酸蓄电池的电解液，若将直流干扰电压施加在阳极上，则多孔性质的碳质材料就会在阳极表面产生电极沉积，极大地提高电池的性能。另一方面，不带电的粉末不会产生电极沉积，单靠物理上的覆盖，是不能提高电池性能的。关于这一点，本发明人已经在(专利申请，031050417号)的专利申请中进行了说明。把这种带有负电、悬浮碳质粉末的电解液，作为上述的多孔性质的碳质电极的电解液，若施加直流干扰电压，则碳质粉就会在末多孔性质的碳质材料的表面、内部的孔里以及阳极表面产生的电极沉积。其结果，要比只有碳质材料覆盖情况下的电池的充电、放电性能，有更进一步的提高。
6、把带负荷比表面种860m2/0，多孔度58％，碳粒径≤15mm的碳活化剂，添加到蓄电池中去的情况下，若是置换了蓄电池中的一部分液体，则有不改变电解液液面的优点。尽管可以在蓄电池液体的百分之几到百分之百范围内转换，但是转换后的电解液含酸成分的浓度以不超过额定浓度的40％为好。悬浮液(碳质粉末的水悬浮液)的碳质浓度，根据电解时的电流大小或电解时间而变化，在本发明中使用的浓度来说，尽管没有特别的限制，大体上以0.1％～0.5％(重量％)为控制值就可以了。重要的是在注入电解液时，以稀则多加一些，达到必要的量、浓则少一些来适当补充即可。在电解液中所添加的碳质粉末重量，达到电解液重量的0.01％～2％左右，就有足够明显的效果。主要技术特征充电特性充电容量可以提高两倍以上。而且用10倍以上以往电流值来充电，也没有明显的温度上升，因此，若要达到以往电池同样的温升，则可以在短时间(1/10的时间)内充满电。
放电特性，可达到2.5倍以上额定值的大电流放电，因此，可以将蓄电池用于普通的小型汽车(550cc)与3000cc级的经柴油发动机为动力的汽车。
上，放电电压也能提高。
(2)若在阳极上覆盖碳质毡的基础上再一起使用胶体纳火碳活化纳，则可进一步提高放电的电压。
(3)若在阳极上覆盖碳质毡的基础上再一起使用胶体电解液，与单独使用胶体电解液相比，也可以增加放电容量。
本发明有以下效果1、放电量增加两倍以上2、可以快速充电3、可以减少电极的数量，缩小蓄电池的体积。
4、不使用有害的化工原料，保证安全、无公害。
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图1]图1是本发明电池的放电曲线，A为本发明，B为原电池。
权利要求
1.发明属于一种高性能、可大电流充放电、充电容量大、重量轻、不使用有害的化工原料、安全、无公害的制备方法。其特征在于它的制造工艺是在铅酸电池阳极板面上覆盖15mm的带负荷碳粉剂。和正极与隔板间插入多孔石墨毡。
2.按照权利1所述加入碳剂量为电解液的0.5-1％。
3.按照权利1、2所述加入的石墨毡厚度为2mm。
4.按照权利1、2、3所述，将电池单元的2块阳极板、3块极阴极板，减去一块阳极板，一块阴极板，改为1阳2阴极板的组合，在阳极与绝缘隔板间，插入厚2mm的石墨毡添加碳纳米活化剂。
全文摘要
本发明涉及铅酸蓄电池领域，发明解决的课题是在铅酸蓄电池的阳极表面用多孔性质的碳质材料或石墨毡覆盖。在石墨毡与阳极板面加入带负电荷，比表面积860m
文档编号H01M10/12GK1487615SQ0315629
公开日2004年4月7日申请日期2003年9月3日优先权日2003年9月3日
发明者王祥西申请人:深圳市朗智科技发展有限公司