一種超級電容蓄電池的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于電池領域，具體涉及一種超級電容蓄電池。
【背景技術】
[0002]隨著經濟的不斷發展，能源、資源與環境等成為社會的焦點問題，尋找清潔、可再生及資源節約型的能源是人類社會十分迫切而艱巨的任務。各類鉛蓄電池的性價比高，安全性好，使用維護方便，生產工藝成熟而且與環境友好，可再生，正日益成為各類電動車輛、通信電源及UPS電源燈的首選蓄電池。然而，由于鉛蓄電池電化學體系的局限性，電池的質量密度與功率密度均較低，作為動力電池適用時電池的循環壽命較低，特別是作為光伏系統與風力發電系統的儲能電池及混合動力汽車用電池時，在高倍率部分荷電(HRPSoC)狀況下，電池的負極極板易發生硫酸鹽積聚而失效，蓄電池的使用壽命非常不理想。
[0003]超級電容器是近些年來發展起來的新型綠色儲能器件，具有快速充放電特性，功率密度大(為普通電池的幾十倍以上)，循環壽命長(循環次數可達10萬次以上)。基于這些獨特性能，超級電容器有非常好的應用前景。然而，其能量密度盡管遠高于常規電容器，但顯著低于蓄電池，大大地限制了超級電容器的應用范圍。
[0004]超級電容蓄電池是一種將蓄電池與超級電容器相結合的新型儲能系統，該系統同時具備蓄電池和超級電容器的優勢，然而現有技術制造的超級電容蓄電池，采用的方式通常僅為在傳統鉛酸蓄電池活性物質基礎上，添加活性炭、活性炭復合物等，不能充分發揮超級電容的特性，同時對于延長電池HRPSoc的作用也不理想。
[0005]卷繞式鉛酸電池具有超大面積極板、超低內阻的特點，具有超強高倍率放電能力、良好的部分荷電狀態下的工作能力、優異的低溫性能，可最大限度實現免維護功能，抗震能力強，貯存周期長，被廣泛的應用于汽車、摩托車起動，發電機起動，混合動力汽車，儲能系統等領域。
[0006]在相同體積下，使用超薄鉛箔作為卷繞式鉛酸電池的板柵能夠進一步增加極板的面積，降低電池內阻，從而增加電池高倍率放電能力和低溫性能，同時能夠減少鉛的使用，減輕電池重量，提高電池能量密度。
[0007]在卷繞式鉛酸電池中，膏狀活性物質涂在鉛或鉛合金的板柵上，板柵通過與活性物質的接觸，在放電時將電池電化學反應產生的電子匯聚并導出至外電路，在充電時將外電路的電子傳導給活性物質，由此可知，板柵與活性物質的接觸面是卷繞式鉛酸電池充放電性能的重要影響因素。
[0008]在目前使用鉛箔制作卷繞式鉛酸電池電極的工藝中，通常是將膏狀活性物質直接涂在鉛或鉛合金制成的鉛箔上，再卷繞成型，然后直接固化干燥，以此將活性物質固定在鉛箔上。然而這樣的工藝卻存在一下兩個弊端:
①鉛箔很光滑，干燥后特別是在卷繞這種結構下，活性物質很容易從鉛箔上分離，造成電池內阻的增加，這會對電池高倍率放電性造成很大影響；
②鉛箔很薄，因此涂在表面的活性物質也很薄，在卷繞這種結構下，活性物質之間容易形成大量的裂隙，連接不牢固。結合①提到的因素，在多次充放電過后，活性物質容易膨脹脫落，進一步增加電池的內阻，極大地影響電池的使用壽命。
[0009]因此，解決活性物質與鉛箔的粘結問題是提升卷繞式鉛箔電池性能的關鍵技術。在活性物質與鉛箔之間增加一層粘結劑是解決上述問題的一種重要手段。然而粘結劑本身卻是不導電的，直接涂覆在鉛箔表面會增加電池內阻，因此加入導電材料顯得十分重要。如果將采用刷涂的方式涂覆粘結劑，會造成粘結劑層的不均勻，從而影響活性物質層的均勻性，繼而影響整個電池的性能。
[0010]傳統鉛酸畜電池板柵采用重力澆鑄方式生產，技術成熟，但具有重量大、生產效率低、不耐腐蝕、過程質量控制偏差大的缺點。后來出現了拉網板柵，重量輕、生產效率高、耐腐蝕、但因為沒有左右邊框，具有板柵宜長大短路引起電池提前壽命終止的缺點。采用機器冷軋方式生產的沖孔板柵，具有耐腐蝕、重量輕、壽命長、生產過程簡單、質量穩定、管理方便的特點，板柵可以做得更薄、厚度理均勻，符合當前鉛酸蓄電池向高功率、節能環保技術方向發展的趨勢。但是現有的沖孔板柵的厚度一般為0.3~2mm，與之對應的沖孔技術與設備不能對厚度為0~0.3mm的鉛帶進行沖孔。
【發明內容】
[0011 ] 本發明目的是提供一種超級電容蓄電池，解決目前超級電容蓄電池采用板柵作集流體，制備的極板較厚，活性物質利用率和電子傳遞能力較差，不能充分發揮超級電容蓄電池能量密度和功率密度大、充電接受能力強、HRPS0C壽命長的優勢的問題。
[0012]本發明的技術方案為:一種超級電容蓄電池，由正極板、負極板、隔板按照隔板-負極板-隔板-正極板的方式包片形成超級電容卷繞蓄電池，所述正極板和負極板具有相同的結構，均由位于中間層的鉛箔層、位于鉛箔層兩側的活性物質復合物層和位于活性物質復合物層兩側的鉛膏層構成五層復合結構，其中，鉛箔厚度為0.0lmm?0.1mm ;鉛箔上開有孔徑為0.0lmm?0.02mm的孔；活性物質復合物層由粘結劑與碳材料的復合物構成，厚度為0.005?0.0lmm0
[0013]進一步地，所述粘結劑為聚四氟乙稀或LA132中的一種或兩種，碳材料為石墨稀、碳納米管或活性炭中的一種或多種。
[0014]進一步地，所述正極板和負極板厚度為0.02mm?0.5mm。
[0015]進一步地，所述隔板為AGM隔板，隔板厚度為0.03mm?0.5mm。
[0016]本發明與現有技術相比具有如下優點:
本發明集流體的表面積大、導電能力強，同時極板更薄、其表面積也得到大幅提高，這樣一方面提高了活性物質與電解液的有效接觸面積，大幅提高了活性物質的利用率、大電流放電能力和充電接受能力，可以充分發揮超級電容蓄電池能量密度和功率密度；另一方面大的表面積可以充分發揮活性炭超級電容的特性，并提高了 HRPSoc壽命。本發明的鉛箔上開有小孔，提高了活性物質的附著能力。鉛箔相較板柵具有更高的抗腐能力，因而電池具有更尚的循環壽命。
【附圖說明】
[0017]圖1為鉛箔的結構示意圖； 圖2為正極板的結構示意圖。
[0018]圖中附圖標