專利名稱：碳纖維蓄電池的制作方法
技術領域：
本發明涉及蓄電池，具體涉及蓄電池極板基板的制作。
背景技術：
現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。現有鉛酸蓄電池的循環壽命難以滿足客戶要求，為此，蓄電池技術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生腐蝕。為了開發耐腐蝕的電池材料,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。也有用導電塑料來生產極板基體的，但導電塑料成本高，不能耐高溫，電池大電流放電時易變形失效。本發明的目的發明ー種耐腐蝕，耐高溫，導電性好，重量輕，成本低的蓄電池極板基板。
發明內容
本發明用含碳量95%以上的碳纖維泡棉為基體，添加導電石墨纖維長絲，在特制成型機上制成碳-碳復合材料，然后高溫碳化后制成導電碳極板。發明先進性本發明用非金屬的導電石墨纖維做電極板，有優異的導電能力和抗壓強度，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カ蓄電池首選。
具體實施例方式I、用含碳量95%以上的碳纖維泡棉為基體，添加導電石墨纖維長絲，在特制成型機上制成碳-碳復合材料，然后高溫碳化后制成導電碳極板。2、本發明的極板中的碳纖維是指含碳量為95%以上的石墨纖維，有優異的導電性能和抗壓強度，耐酸堿，耐高溫性能。3、本發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%的導電石墨纖維泡棉，根據材料雜質不同，其產率為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,一部分涂負極材料,正負極材料中間要密封隔離，不能有液體聯通，不能形成液體通道，防止離子導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，即為單極性極板。 6、根據不同的用途，本發明的極板可以疊片式裝配，也可以卷繞式裝配。
權利要求
1.用含碳量95%以上的碳纖維泡棉為基體，添加導電石墨纖維長絲，在特制成型機上制成碳-碳復合材料，然后高溫碳化后制成導電碳極板。
2.本發明的極板中的碳纖維是指含碳量為95%以上的石墨纖維，有優異的導電性能和抗壓強度，耐酸堿，耐高溫性能。
3.本發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%的導電石墨纖維泡棉，根據材料雜質不同，其產率為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，一部分涂負極材料，正負極材料中間要密封隔離，不能有液體聯通，不能形成液體通道，防止離子導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，即為單極性極板。
6.根據不同的用途，本發明的極板可以疊片式裝配，也可以卷繞式裝配。
全文摘要
碳纖維蓄電池內容用含碳量95％以上的碳纖維泡棉為基體，添加導電石墨纖維長絲，在特制成型機上制成碳-碳復合材料，然后高溫碳化后制成導電碳極板，然后用碳纖維極板做成碳纖維蓄電池。先進性本發明的蓄電池重量輕，強度好，壽命長，重量比能量高于使用現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。可以節省大量金屬及節約能源，減少重金屬材料的使用，減少環境重金屬污染。本發明的蓄電池可廣泛用于飛機啟動，電動潛艇動力電池，也可以做為電動汽車的高能動力電池，具有廣闊的發展前景，是目前蓄電池行業的新一代換代產品。
文檔編號H01M4/66GK102683636SQ20111005825
公開日2012年9月19日 申請日期2011年3月11日 優先權日2011年3月11日
發明者陳榮 申請人:陳榮