CN102683636A - 碳纤维蓄电池 - Google Patents

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Abstract

碳纤维蓄电池内容：用含碳量95％以上的碳纤维泡棉为基体，添加导电石墨纤维长丝，在特制成型机上制成碳-碳复合材料，然后高温碳化后制成导电碳极板，然后用碳纤维极板做成碳纤维蓄电池。先进性：本发明的蓄电池重量轻，强度好，寿命长，重量比能量高于使用现有金属极板材料的蓄电池，可以提高蓄电池的重量比能量及比功率。可以节省大量金属及节约能源，减少重金属材料的使用，减少环境重金属污染。本发明的蓄电池可广泛用于飞机启动，电动潜艇动力电池，也可以做为电动汽车的高能动力电池，具有广阔的发展前景，是目前蓄电池行业的新一代换代产品。

Description

碳纤维蓄电池
技术领域：本发明涉及蓄电池，具体涉及蓄电池极板基板的制作。
背景技术：
现有的蓄电池极板基板主要采用金属或合金材料制作。基板的要求是导电性好，耐腐蚀性好。如铅酸蓄电池采用铅锑合金，阀控密封铅酸电池采用铅钙锡铝合金或者铅锑镉合金。以上电池合金都需要在接触40％的硫酸水溶液才能正常工作，而酸对以上材料有腐蚀作用，而因腐蚀使蓄电池失效是限制蓄电池寿命的重要因素。现有铅酸蓄电池的循环寿命难以满足客户要求，为此，蓄电池技术人员不停地研制各种合金，包括加银，加钴，加稀土元素等，希望能减少电极腐蚀的速度。但所有这些方法只能减少酸的腐蚀，无法使电极基体不发生腐蚀。为了开发耐腐蚀的电池材料，有用玻璃纤维镀金属来做电极基体的，但由于金属镀层薄，容易腐蚀失效，寿命也无法提高。也有用导电塑料来生产极板基体的，但导电塑料成本高，不能耐高温，电池大电流放电时易变形失效。
本发明的目的：
发明一种耐腐蚀，耐高温，导电性好，重量轻，成本低的蓄电池极板基板。
发明内容：本发明用含碳量95％以上的碳纤维泡棉为基体，添加导电石墨纤维长丝，在特制成型机上制成碳-碳复合材料，然后高温碳化后制成导电碳极板。
发明先进性：本发明用非金属的导电石墨纤维做电极板，有优异的导电能力和抗压强度，耐酸碱，耐高温性能，可以减少蓄电池重量，提供蓄电池寿命，减少蓄电池材料中的重金属污染，是未来新能源汽车的新一代动力蓄电池首选。
具体实施方式：
1、用含碳量95％以上的碳纤维泡棉为基体，添加导电石墨纤维长丝，在特制成型机上制成碳-碳复合材料，然后高温碳化后制成导电碳极板。
2、本发明的极板中的碳纤维是指含碳量为95％以上的石墨纤维，有优异的导电性能和抗压强度，耐酸碱，耐高温性能。
3、本发明中的碳纤维泡沫棉的制作，可以用以下方法制作但不限于以下方法：采用聚丙烯氰短纤维制作成电极板所需形状的平板毡，粘接聚丙烯氰长丝，做成高抗拉抗压的聚丙烯氰带卷，然后送入高温碳化炉；先抽真空并加热预氧化处理，处理温度600-800摄氏度，然后逐步提高温度到2200度，保温30分到60分，然后降温冷却后出炉，即得到含碳量在97％-99％的导电石墨纤维泡棉，根据材料杂质不同，其产率为13％-17％。
4、泡棉石墨纤维加入不同的蓄电池活性材料，即可以制作成不同的蓄电池极板，例如加入铅膏，可以做成铅酸蓄电池；加入锂三元活性材料，可以做成锂电池；也可以做铁锂电池，铁镍电池，铝镁电池等。
5、泡棉石墨纤维加入活性材料的方法不同，可以做成不同的极板，以下为方法举例，但不限于以下的方法：
1)把一块极板划分成两部分，一部分涂正极材料，一部分涂负极材料，正负极材料中间要密封隔离，不能有液体联通，不能形成液体通道，防止离子导通形成单体电池短路，这样的极板即为双极性极板；
2)在一块石墨泡棉基体中灌注同一极性活性物质，即为单极性极板。
6、根据不同的用途，本发明的极板可以叠片式装配，也可以卷绕式装配。

Claims (6)

1.用含碳量95％以上的碳纤维泡棉为基体，添加导电石墨纤维长丝，在特制成型机上制成碳-碳复合材料，然后高温碳化后制成导电碳极板。
2.本发明的极板中的碳纤维是指含碳量为95％以上的石墨纤维，有优异的导电性能和抗压强度，耐酸碱，耐高温性能。
3.本发明中的碳纤维泡沫棉的制作，可以用以下方法制作但不限于以下方法：采用聚丙烯氰短纤维制作成电极板所需形状的平板毡，粘接聚丙烯氰长丝，做成高抗拉抗压的聚丙烯氰带卷，然后送入高温碳化炉；先抽真空并加热预氧化处理，处理温度600-800摄氏度，然后逐步提高温度到2200度，保温30分到60分，然后降温冷却后出炉，即得到含碳量在97％-99％的导电石墨纤维泡棉，根据材料杂质不同，其产率为13％-17％。
4.泡棉石墨纤维加入不同的蓄电池活性材料，即可以制作成不同的蓄电池极板，例如加入铅膏，可以做成铅酸蓄电池；加入锂三元活性材料，可以做成锂电池；也可以做铁锂电池，铁镍电池，铝镁电池等。
5.泡棉石墨纤维加入活性材料的方法不同，可以做成不同的极板，以下为方法举例，但不限于以下的方法：
1)把一块极板划分成两部分，一部分涂正极材料，一部分涂负极材料，正负极材料中间要密封隔离，不能有液体联通，不能形成液体通道，防止离子导通形成单体电池短路，这样的极板即为双极性极板；
2)在一块石墨泡棉基体中灌注同一极性活性物质，即为单极性极板。
6.根据不同的用途，本发明的极板可以叠片式装配，也可以卷绕式装配。
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Addressee: Chen Rong

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DD01 Delivery of document by public notice
DD01 Delivery of document by public notice

Addressee: Chen Rong

Document name: Notification that Application Deemed to be Withdrawn

C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20120919