專利名稱：蓄電池及其正極極板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種蓄電池及其正極極板。
背景技術(shù)：
蓄電池分為酸性蓄電池(即鉛酸蓄電池)和堿性蓄電池。堿性蓄電池通常采用價(jià)格較髙 的貴金屬Ni或者Ag等作為正極極板，雖然效果較好，但是價(jià)格昂貴。而鉛酸蓄電池雖然成 本低，但是鉛污染比較嚴(yán)重，對(duì)環(huán)境危害較大，并且使用壽命不高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服上述問(wèn)題，提供一種不僅成本低而且無(wú)污染的蓄電池及其正極極板。 實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的之一的技術(shù)方案是 一種蓄電池的正極極板，其材料為惰性材料。 所述惰性材料為C與Si的混合燒結(jié)物；其原料為高純石墨粉和石英粉。 所述C與Si的混合燒結(jié)物的原料包括高純石墨粉35重量份~65重量份和石英粉35重 量份 65重量份。
所述C與Si的混合燒結(jié)物的制備方法具有以下步驟:①將高純石墨粉與石英粉按照35 65:35~65的重量比例混合，加入水?dāng)嚢柚令w粒狀的混合物；②將步驟①得到的顆粒狀的混 合物放入模具中壓制成相應(yīng)形狀的物體；③將步驟②得到物體的自然干燥1天 3天，再放 入烘箱中烘干lh 2h，烘箱溫度為150'C 250'C:④將步驟③得到物體放入燒結(jié)爐中燒結(jié)， 燒結(jié)溫度為1000'C 1600'C。
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明另一目的的技術(shù)方案是 一種蓄電池，包括電池槽、電池蓋、正極組件、負(fù) 極組件、正極柱和負(fù)極柱，電池槽為設(shè)有M個(gè)小電池槽的絕緣材料構(gòu)件，M的范圍為2 12; 正極組件和負(fù)極組件的數(shù)量與小電池槽的數(shù)量相同，且每個(gè)小電池槽中設(shè)有一個(gè)正極組件和 一個(gè)負(fù)極組件而構(gòu)成電池電極單元；每個(gè)電池電極單元之間依次串聯(lián)，正極柱位于與第一級(jí) 電池電極單元的正極組件電連接；負(fù)極柱與最后一級(jí)電池電極單元的負(fù)極組件電連接；每個(gè) 正極組件均包括正極極板；每個(gè)負(fù)極組件均包括負(fù)極極板，負(fù)極極板的材料為純Zn，正極極 板的材料為C與Si的混合燒結(jié)物。
所述每個(gè)正極組件還均包括正極緊固件和正極傳導(dǎo)塊；正極緊固件和正極傳導(dǎo)塊均為C與Si的混合燒結(jié)物；所述每個(gè)負(fù)極組件還均包括負(fù)極緊固件和負(fù)極傳導(dǎo)塊；負(fù)極緊固件和負(fù) 極傳導(dǎo)塊的材料均為純Zn。每個(gè)正極組件的正極極板為N塊，N的范圍為8 10，各塊正極 極板均由板體和位于板體上方的耳垂以及設(shè)在耳垂上的連接孔構(gòu)成；每個(gè)負(fù)極組件的負(fù)極板 為N-l塊，各塊負(fù)極板均由板體和位于板體上方的耳垂以及設(shè)在耳垂上的連接孔構(gòu)成；每個(gè) 負(fù)極組件的各塊負(fù)極板的板體設(shè)置在相應(yīng)一個(gè)正極組件的相鄰的兩塊正極極板的板體之間， 且負(fù)極板與該兩塊正極極板相分離。在每個(gè)正極組件中，由正極緊固件通過(guò)每塊正極極板的 連接孔而將各塊正極極板固定連接在一起；在每個(gè)負(fù)極組件中，由負(fù)極緊固件通過(guò)每塊負(fù)極 板的連接孔而將各塊負(fù)極板固定連接在一起。
所述正極傳導(dǎo)塊分為正極柱體和正極導(dǎo)塊；正極柱體的數(shù)量為l個(gè)；正極柱體設(shè)有連接 孔，設(shè)置在第一級(jí)電池電極單元的正極組件的相鄰的兩塊正極極板的耳垂之間，且由正極緊 固件通過(guò)其連接孔以及所在正極組件的每塊正極極板的連接孔而將各塊正極極板以及正極 柱體固定連接在一起；正極柱固定連接在正極柱體的上端。所述負(fù)極傳導(dǎo)塊分為負(fù)極柱體和 負(fù)極導(dǎo)塊；負(fù)極柱體的數(shù)量為l個(gè)；負(fù)極柱體設(shè)有連接孔，設(shè)置在最后一級(jí)電池電極單元的 負(fù)極組件的相鄰的兩塊負(fù)極板的耳垂之間，且由負(fù)極緊固件通過(guò)其連接孔以及所在負(fù)極組件 的每塊負(fù)極板的連接孔而將各塊負(fù)極板以及負(fù)極柱體固定連接在一起；負(fù)極柱固定連接在負(fù) 極柱體的上端。
所述正極導(dǎo)塊和負(fù)極導(dǎo)塊的數(shù)量均為M-l個(gè)，第二級(jí)電池電極單元至最后一級(jí)電池電極 單元的各個(gè)電池電極單元中各設(shè)有一塊正極導(dǎo)塊，第一級(jí)電池電極單元至倒數(shù)第二級(jí)電池電 極單元的各個(gè)電池電極單元中各設(shè)有一塊負(fù)極導(dǎo)塊每塊正極導(dǎo)塊均設(shè)有連接孔，設(shè)置在相 應(yīng)級(jí)電池電極單元的正極組件的相鄰的兩塊正極極板的耳垂之間，且由正極緊固件通過(guò)其連 接孔以及所在正極組件的每塊正極極板的連接孔而將各塊正極極板以及正極柱體固定連接 在一起；每塊負(fù)極導(dǎo)塊均設(shè)有連接孔，設(shè)置在相應(yīng)一級(jí)電池電極單元的負(fù)極組件的相鄰的兩 塊負(fù)極板的耳垂之間，且由負(fù)極緊固件通過(guò)其連接孔以及所在負(fù)極組件的每塊負(fù)極板的連接 孔而將各塊負(fù)極板以及負(fù)極柱體固定連接在一起。前一級(jí)負(fù)極導(dǎo)塊與后一級(jí)正極導(dǎo)塊由緊固 件固定連接在一起，且相互之間電連接。
所述電池槽和電池蓋的材料均為ABS工程樹(shù)脂，正極柱和負(fù)極柱的材料均為銅合金。 所述C與Si的混合燒結(jié)物的原料包括高純石墨粉35重量份 65重量份和石英粉35重 量份 65重量份。
所述C與Si的混合燒結(jié)物的制備方法具有以下步驟:①將高純石墨粉與石英粉按照35 65:35~65的重量比例混合，加入水?dāng)嚢柚令w粒狀的混合物；②將步驟①得到的顆粒狀的混 合物放入模具中壓制成相應(yīng)形狀的物體；③將步驟②得到物體的自然干燥1天 3天，再放入烘箱中烘干lh 2h,烘箱溫度為15(TC 250'C;④將步驟③得到物體放入燒結(jié)爐中燒結(jié)， 燒結(jié)溫度為1000'C 1600'C。
本發(fā)明具有積極的效果(1)本發(fā)明的蓄電池的正極極板材料為C與Si的混合燒結(jié)物， 是一種惰性材料，因?yàn)镃和Si都不溶于電解液，正極極板不參加化學(xué)反應(yīng)，只起到供給電 子和接受電子的作用，因此其耐腐性好，使用壽命長(zhǎng)。(2)由于C和Si均無(wú)毒，因此不會(huì) 污染環(huán)境，是一種環(huán)保型電池。并且C和Si還能夠充分回收，使得材料利用率高、成本較 低。(3) C、 Si相對(duì)于Pb和Ni等物質(zhì)屬于輕質(zhì)惰性材料，這樣可以降低正極極板的厚度， 增加正極極板的面積，從而提供了容量。


圖1為本發(fā)明的蓄電池的結(jié)構(gòu)示意圖2為圖1中正極極板或負(fù)極板的結(jié)構(gòu)示意圖3為圖2的A-A剖視圖4為本發(fā)明的蓄電池的俯視圖。
上述附圖中的標(biāo)記如下
電池槽l，
電池蓋2，
正極極板31、板體31-1、耳垂31-2、連接孔31-3、正極柱體32、正極緊固件33、正極 導(dǎo)塊34，
負(fù)極極板41、板體41-1、耳垂41-2、連接孔41-3、負(fù)極柱體42、負(fù)極緊固件43、負(fù)極 導(dǎo)塊44，
正極柱51，負(fù)極柱52。
具體實(shí)施例方式
見(jiàn)圖1和圖4，本發(fā)明的蓄電池包括電池槽1、電池蓋2、正極組件、負(fù)極組件、正極柱 51和負(fù)極柱52。電池槽1為設(shè)有4個(gè)小電池槽的絕緣材料構(gòu)件。正極組件和負(fù)極組件的數(shù)量 與小電池槽的數(shù)量相同，且每個(gè)小電池槽中設(shè)有一個(gè)正極組件和一個(gè)負(fù)極組件而構(gòu)成電池電 極單元，每個(gè)電池電極單元之間依次串聯(lián)。
每個(gè)正極組件均包括正極極板31、正極緊固件33和正極傳導(dǎo)塊。第一級(jí)電池電極單元 的正極組件的正極傳導(dǎo)塊為正極柱體32,第二級(jí)至第四級(jí)電池電極單元的正極組件的正極傳 導(dǎo)塊為正極導(dǎo)塊34。每個(gè)負(fù)極組件均包括負(fù)極極板41、負(fù)極緊固件43和負(fù)極傳導(dǎo)塊。第一級(jí)至第三級(jí)電池電極單元的負(fù)極組件的負(fù)極傳導(dǎo)塊為負(fù)極導(dǎo)塊44，第四級(jí)(最后一級(jí))電池 電極單元的負(fù)極組件的負(fù)極傳導(dǎo)塊為負(fù)極柱體42。正極極板31、正極柱體32、正極緊固件 33和正極導(dǎo)塊34均為C與Si的混合燒結(jié)物；負(fù)極極板41、負(fù)極柱體42、負(fù)極緊固件43和 負(fù)極導(dǎo)塊44的材料均為純Zii。
每個(gè)正極組件的正極極板31為9塊，各塊正極極板31均由板體31-1和位于板體31-1 上方的耳垂31-2以及設(shè)在耳垂31-2上的連接孔31-3構(gòu)成(見(jiàn)圖2和圖3);每個(gè)負(fù)極組件的 負(fù)極板41為8塊，各塊負(fù)極板41均由板體41-1和位于板體41-1上方的耳垂41-2以及設(shè)在 耳垂31-2上的連接孔41-3構(gòu)成;每個(gè)負(fù)極組件的各塊負(fù)極板41的板體41-1設(shè)置在相應(yīng)一個(gè) 正極組件的相鄰的兩塊正極極板31的板體31-1之間，且負(fù)極板41與該兩塊正極極板31相 分離。在每個(gè)正極組件中，由正極緊固件33通過(guò)每塊正極極板31的連接孔31-3而將各塊正 極極板31固定連接在一起；在每個(gè)負(fù)極組件中，由負(fù)極緊固件43通過(guò)每塊負(fù)極板41的連接 孔41-4而將各塊負(fù)極板41固定連接在一起。
所述正極柱體32設(shè)有連接孔，設(shè)置在第一級(jí)電池電極單元的正極組件的相鄰的兩塊正極 極板31的耳垂31-2之間，且由正極緊固件33通過(guò)其連接孔以及所在正極組件的每塊正極極 板的連接孔而將各塊正極極板31以及正極柱體32固定連接在一起，正極柱51固定連接在正 極柱體32的上端，而與第一級(jí)電池電極單元的正極組件電連接。所述負(fù)極柱體42設(shè)有連接 孔，設(shè)置在第四級(jí)電池電極單元的負(fù)極組件的相鄰的兩塊負(fù)極板41的耳垂41-2之間，且由 負(fù)極緊固件43通過(guò)其連接孔以及所在負(fù)極組件的每塊負(fù)極板41的連接孔41-4而將各塊負(fù)極 板41以及負(fù)極柱體42固定連接在一起，負(fù)極柱52固定連接在負(fù)極柱體42的上端，而與第 四級(jí)電池電極單元的負(fù)極組件電連接。
所述正極導(dǎo)塊34和負(fù)極導(dǎo)塊44的數(shù)量均為3個(gè)，第二級(jí)電池電極單元至第四級(jí)電池電 極單元的各個(gè)電池電極單元中各設(shè)有一塊正極導(dǎo)塊34，第一級(jí)電池電極單元至第三級(jí)電池電 極單元的各個(gè)電池電極單元中各設(shè)有一塊負(fù)極導(dǎo)塊44;每塊正極導(dǎo)塊34均設(shè)有連接孔，設(shè) 置在相應(yīng)級(jí)電池電極單元的正極組件的相鄰的兩塊正極極板31的耳垂31-2之間，且由正極 緊固件33通過(guò)其連接孔以及所在正極組件的每塊正極極板的連接孔而將各塊正極極板31以 及正極柱體32固定連接在一起；每塊負(fù)極導(dǎo)塊44均設(shè)有連接孔，設(shè)置在相應(yīng)一級(jí)電池電極 單元的負(fù)極組件的相鄰的兩塊負(fù)極板41的耳垂41-2之間，且由負(fù)極緊固件43通過(guò)其連接孔 以及所在負(fù)極組件的每塊負(fù)極板41的連接孔41-4而將各塊負(fù)極板41以及負(fù)極柱體42固定 連接在一起；前一級(jí)負(fù)極導(dǎo)塊44與后一級(jí)正極導(dǎo)塊34由緊固件固定連接在一起，且相互之 間電連接。
上述C與Si的混合燒結(jié)物為惰性材料。其制備方法具有以下步驟① 將高純石墨粉與石英粉按照40:60的重量比例混合，加入水?dāng)嚢柚令w粒狀的混合物；
② 將步驟①得到的顆粒狀的混合物放入模具中壓制成相應(yīng)形狀的物體，
③ 將步驟②得到物體的自然干燥2天，再放入烘箱中烘干2h,烘箱溫度為20(TC;
④ 將步驟③得到物體放入燒結(jié)爐中燒結(jié)，燒結(jié)溫度為1600'C。
其中電池槽l根據(jù)容量、電壓、電流等要求設(shè)計(jì)，材料為ABS工程樹(shù)脂。電池蓋2上設(shè) 有安全孔、孔套以及密封槽，接線柱51和52安裝在電池蓋2的安全孔中，電池蓋的材料為 ABS工程樹(shù)脂。正極柱51和負(fù)極柱52的材料均為銅合金。電池槽中的電解液由硫酸鋅、硫 酸鈉以及季銨鹽組成，剛配制時(shí)其pH值為6 7，而在工作過(guò)程中其pH值為3 5。
本發(fā)明的蓄電池在充電時(shí)，將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，將帶能量的金屬離子遷移至負(fù)極表面 并堆積，而在放電時(shí)，由于偶性作用，使得負(fù)極進(jìn)行氧化而釋放能量。
權(quán)利要求
1、一種蓄電池的正極極板，其特征在于其材料為惰性材料。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的蓄電池的正極極板，其特征在于所述惰性材料為C與Si的 混合燒結(jié)物；其原料為高純石墨粉和石英粉。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的蓄電池的正極極板，其特征在于該C與Si的混合燒結(jié)物的 原料包括高純石墨粉35重量份~65重量份和石英粉35重量份~65重量份。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的蓄電池的正極極板，其特征在于該C與Si的混合燒結(jié)物的 制備方法具有以下步驟① 將高純石墨粉與石英粉按照35 65:35 65的重量比例混合，加入水?dāng)嚢柚令w粒狀的 混合物；② 將步驟①得到的顆粒狀的混合物放入模具中壓制成相應(yīng)形狀的物體；③ 將步驟②得到物體的自然干燥1天~3天，再放入烘箱中烘干1h 2h，烘箱溫度為150 'C 250'C;④ 將步驟③得到物體放入燒結(jié)爐中燒結(jié)，燒結(jié)溫度為100(TC 1600"C。
5、 一種蓄電池，包括電池槽(1)、電池蓋(2)、正極組件、負(fù)極組件、正極柱(51)和 負(fù)極柱(52)，電池槽(1)為設(shè)有M個(gè)小電池槽的絕緣材料構(gòu)件，M的范圍為2 12;正極 組件和負(fù)極組件的數(shù)量與小電池槽的數(shù)量相同，且每個(gè)小電池槽中設(shè)有一個(gè)正極組件和一個(gè) 負(fù)極組件而構(gòu)成電池電極單元；每個(gè)電池電極單元之間依次串聯(lián)，正極柱(51)位于與第一 級(jí)電池電極單元的正極組件電連接；負(fù)極柱(52)與最后一級(jí)電池電極單元的負(fù)極組件電連 接；每個(gè)正極組件均包括正極極板(31);每個(gè)負(fù)極組件均包括負(fù)極極板(41)，負(fù)極極板的 材料為純Zn,其特征在于正極極板的材料為C與Si的混合燒結(jié)物。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的蓄電池，其特征在于所述每個(gè)正極組件還均包括正極緊固件 (33)和正極傳導(dǎo)塊；正極緊固件(33)和正極傳導(dǎo)塊均為C與Si的混合燒結(jié)物；所述每個(gè)負(fù)極組件還均包括負(fù)極緊固件(43)和負(fù)極傳導(dǎo)塊；負(fù)極緊固件(43)和負(fù)極傳導(dǎo)塊的材 料均為純Zn;每個(gè)正極組件的正極極板(31)為N塊，N的范圍為8 10，各塊正極極板(31)均由 板體(31-1)和位于板體(31-1)上方的耳垂(31-2)以及設(shè)在耳垂(31-2)上的連接孔(31-3) 構(gòu)成；每個(gè)負(fù)極組件的負(fù)極板(41)為N-1塊，各塊負(fù)極板(41)均由板體(41-1)和位于 板體(41-1)上方的耳垂(41-2)以及設(shè)在耳垂(31-2)上的連接孔(41-3)構(gòu)成；每個(gè)負(fù)極 組件的各塊負(fù)極板(41)的板體(41-1)設(shè)置在相應(yīng)一個(gè)正極組件的相鄰的兩塊正極極板(31)的板體(31-1)之間，且負(fù)極板(41)與該兩塊正極極板(31)相分離；在每個(gè)正極組件中，由正極緊固件(33)通過(guò)每塊正極極板(31)的連接孔(31-3)而 將各塊正極極板(31)固定連接在一起；在每個(gè)負(fù)極組件中，由負(fù)極緊固件(43)通過(guò)每塊 負(fù)極板(41)的連接孔(41-4)而將各塊負(fù)極板(41)固定連接在一起；所述正極傳導(dǎo)塊分為正極柱體(32)和正極導(dǎo)塊(34);正極柱體(32)的數(shù)量為l個(gè); 正極柱體(32)設(shè)有連接孔，設(shè)置在第一級(jí)電池電極單元的正極組件的相鄰的兩塊正極極板 (31)的耳垂(31-2)之間，且由正極緊固件(33)通過(guò)其連接孔以及所在正極組件的每塊 正極極板的連接孔而將各塊正極極板(31)以及正極柱體(32)固定連接在一起；正極柱(51) 固定連接在正極柱體(32)的上端；所述負(fù)極傳導(dǎo)塊分為負(fù)極柱體(42)和負(fù)極導(dǎo)塊(44);負(fù)極柱體(42)的數(shù)量為l個(gè)； 負(fù)極柱體(42)設(shè)有連接孔，設(shè)置在最后一級(jí)電池電極單元的負(fù)極組件的相鄰的兩塊負(fù)極板 (41)的耳垂(41-2)之間，且由負(fù)極緊固件(43)通過(guò)其連接孔以及所在負(fù)極組件的每塊 負(fù)極板(41)的連接孔(41-4)而將各塊負(fù)極板(41)以及負(fù)極柱體(42)固定連接在一起； 負(fù)極柱(52)固定連接在負(fù)極柱體(42)的上端；所述正極導(dǎo)塊(34)和負(fù)極導(dǎo)塊(44)的數(shù)量均為M-1個(gè)，第二級(jí)電池電極單元至最后 一級(jí)電池電極單元的各個(gè)電池電極單元中各設(shè)有一塊正極導(dǎo)塊(34)，第一級(jí)電池電極單元至 倒數(shù)第二級(jí)電池電極單元的各個(gè)電池電極單元中各設(shè)有一塊負(fù)極導(dǎo)塊(44);每塊正極導(dǎo)塊 (34)均設(shè)有連接孔，設(shè)置在相應(yīng)級(jí)電池電極單元的正極組件的相鄰的兩塊正極極板(31) 的耳垂(31-2)之間，且由正極緊固件(33)通過(guò)其連接孔以及所在正極組件的每塊正極極 板的連接孔而將各塊正極極板(31)以及正極柱體(32)固定連接在一起；每塊負(fù)極導(dǎo)塊(44) 均設(shè)有連接孔，設(shè)置在相應(yīng)一級(jí)電池電極單元的負(fù)極組件的相鄰的兩塊負(fù)極板(41)的耳垂 (41-2)之間，且由負(fù)極緊固件(43)通過(guò)其連接孔以及所在負(fù)極組件的每塊負(fù)極板(41) 的連接孔(41-4)而將各塊負(fù)極板(41)以及負(fù)極柱體(42)固定連接在一起；前一級(jí)負(fù)極導(dǎo)塊(44)與后一級(jí)正極導(dǎo)塊(34)由緊固件固定連接在一起，且相互之間 電連接。
7、 根據(jù)權(quán)利要求5或所述的蓄電池，其特征在于電池槽(1)和電池蓋(2)的材料均 為ABS工程樹(shù)脂，正極柱(51)和負(fù)極柱(52)的材料均為銅合金。
8、 根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的蓄電池，其特征在于該C與Si的混合燒結(jié)物的原料包 括髙純石墨粉35重量份 65重量份和石英粉35重量份 65重量份。
9、 根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的蓄電池，其特征在于該C與Si的混合燒結(jié)物的制備方 法具有以下步驟① 將高純石墨粉與石英粉按照35 65:35 65的重量比例混合，加入水?dāng)嚢柚令w粒狀的 混合物-，② 將步驟①得到的顆粒狀的混合物放入模具中壓制成相應(yīng)形狀的物體；③ 將步驟②得到物體的自然干燥1天 3天，再放入烘箱中烘干lh 2h,烘箱溫度為150 。C 250。C;④ 將步驟③得到物體放入燒結(jié)爐中燒結(jié)，燒結(jié)溫度為1000'C 1600'C。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種蓄電池及其正極極板，正極極板的材料為C與Si的混合燒結(jié)物。該蓄電池包括電池槽、電池蓋、正極組件、負(fù)極組件、正極柱和負(fù)極柱；電池槽為設(shè)有2～12個(gè)小電池槽的絕緣材料構(gòu)件；正極組件和負(fù)極組件的數(shù)量與小電池槽的數(shù)量相同，且每個(gè)小電池槽中設(shè)有一個(gè)正極組件和一個(gè)負(fù)極組件而構(gòu)成電池電極單元；每個(gè)電池電極單元之間依次串聯(lián)，正極柱位于與第一級(jí)電池電極單元的正極組件電連接；負(fù)極柱與最后一級(jí)電池電極單元的負(fù)極組件電連接；每個(gè)正極組件均包括正極極板，其材料為C與Si的混合燒結(jié)物；每個(gè)負(fù)極組件均包括負(fù)極極板，其材料為純Zn。本發(fā)明的蓄電池耐腐性好，使用壽命長(zhǎng)，不會(huì)污染環(huán)境，成本較低，容量大。
文檔編號(hào)H01M4/38GK101546821SQ20091003129
公開(kāi)日2009年9月30日 申請(qǐng)日期2009年5月4日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月4日
發(fā)明者楊長(zhǎng)明 申請(qǐng)人:楊長(zhǎng)明