一种柔性易回收铅酸蓄电池芯及其制备方法
【专利摘要】一种柔性易回收铅酸蓄电池芯的制备方法，其特征在于：以复合褐藻胶纤维的多孔性玻璃纤维织物为支撑层，通过真空溅射或真空蒸发镀膜的方法将金属集流层敷于支撑层两面，再分别涂覆正、负极活性物质，经干燥后，于其表面喷涂褐藻胶溶液，形成隔离层，再干燥后，即可得到可卷绕的柔性铅酸蓄电池芯。然后按照所需电容量、形状和尺寸要求组装，接上电极引出端子，压入外壳后充入电解液，经密封，即成柔性易回收铅酸蓄电池。
【专利说明】一种柔性易回收铅酸蓄电池芯及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种铅酸蓄电池芯的制备方法，尤其涉及一种柔性易回收铅酸蓄电池芯的制备方法。
【背景技术】
[0002]近年，由于各种电动工具和电器需求量的快速增长，对高性能电池的需求日益增大和迫切。铅酸蓄电池是现今动カ蓄电池市场上最主要的ー类产品，具有价廉耐用的优点，但是存在比能量低的缺点。另ー方面，大量使用各种蓄电池的结果，使其中失效材料的回收利用日益成为亟待解决的社会问题。对于废弃电池的拆解分离，以及其中成分的利用技术将成为整个人类社会关注的重点。
[0003]双极性密封铅酸蓄电池是近年正在开发的新型结构的铅酸蓄电池。这种蓄电池的正负极位于同一片导电基板的两侧面，将双极式极板和吸液式纤维隔板交叉叠在一起，然后挤压组成密封电池(A.C.Loyns etc.Bipolar batteries based on Ebonex?technology [J].J.Power Sources, 2005, 144:329-337)。虽然这种蓄电池具有导电性好，不透酸，充放电过程活性物质不脱落，机械强度好的优点，由于这种蓄电池还沿用传统的板式结构，所以仍然摆脱不了板式结构不容易连续加工的困难。
[0004]另ー种卷式圆柱形电池是将正负极板做成软性条状，中间和两侧均夹有纤维隔板，然后紧卷起来装入圆形电池壳内，焊好极柱，加盖密封，组成电池。这种蓄电池为了制造薄型极板，需采用压延铅合金的方式制造很薄的铅箔作为极板基片；为了提高铅箔极板的机械强度，一般采用卷绕成圆柱状的极群。正极板、隔板、负极板交替叠放，卷绕在一起，制成电池单体为圆柱形的卷绕式铅酸蓄电池，又称螺旋卷式铅酸蓄电池，也称卷式电极铅酸蓄电池。与传统的蓄电池相比，卷绕式铅酸蓄电池在比能量、比功率、循环寿命、快速充电等方面都具有优势。(高军，史鹏飞，杜春雨.卷绕式铅酸蓄电池发展状况[J].电池，2005，25
(I):6-67)由于该技术需要事先将正负极板成型，然后夹上隔板，再卷绕成型，因此，由其复杂的加工过程带来的多道エ序，増加了制造成本。
[0005]上述两种新型蓄电池在回收过程中，均存在需要拆解后才能回收其中的金属材料的问题，耗费人力多，回收麻烦，也直接増加了回收成本。
[0006]中国发明专利申请03111713.9公开了“叠卷式铅酸蓄电池”，该发明公开了ー种改进的叠卷式铅酸蓄电池，包括电池槽、正极板、负极板、隔板和胶体电解液，正极板连接正极柱，负极板连接负极柱，其正、负极板为纯铅板栅带，正、负极板由隔板间隔卷绕成柱状。既保留了纯铅的电性能优点，又正好利用纯铅柔软的特点可以将极板栅带卷绕起来，卷绕后的极板形成多层叠加，满足了強度要求，不仅避免了电极腐蚀问题，大大延长了铅酸蓄电池的使用寿命，而且在同等重量下，可将蓄电池的容量提高30?40%，性能稳定，抗震性好。
[0007]中国发明专利ZL03113934.5公开了 “锂电池正极材料及其制备方法”，该发明公开了ー种用于锂电池的正极材料，其材料用化学通式表示为LixMhFePO4, M选自Mg2+、Ca2+、Sr2+、Ti3+、Al3+、B3+、Si4+、Ge4+、P5+。该材料是用加入导电掺杂剂，采用金属氧化物、碳酸盐、硫化物、磷酸盐、氟化物与非饱和状态的锂铁磷酸盐晶体，升温到500?900°C反应10小时制得的。通过非化学计量的方法可以制备出高电导率的锂铁磷酸盐晶体，其材料用化学通式表示为LiFe-P04_y。对于增压型置换离子制备锂电池的正极材料，其化学通式为LixMhFezM 丨 hP04，M ,选自 Ti3+、V3+、Co3+、Ni3+、Mn3+、Cr3+、Cu3+ 和 Mo3+，通过固相反应制得掺镁锂铁锰磷酸盐LixMghFezMrvzPO4的固体粉末。对于纳米结构的正极材料，其化学通式为LixFeP04_y，通过真空溅射沉积制得，该材料电导率可达10_2S/Cm，实际放电容量达到240mAh/g。该新型正极材料具有低价、高能和安全的特性,不仅适用于中小型聚合物、胶体和液体锂离子电池中，尤其适用于大功率动カ电池。
[0008]中国发明专利ZL200410046645.5公开了“氢空气燃料电池催化膜制作方法”，该发明公开了ー种氢空气燃料电池催化膜制作方法，在极限真空度小于SXlO-4Pa的高真空电场中，以碳纸为正极靶材，以钼条为负极电子枪，用热线圈为钼条加热软化，钼条电子束在全方位偏转线圈作用下对正极碳纸靶材进行溅射。该专利的特点是使用磁控真空溅射法，将钼粒子按设定的颗粒大小及溅射在碳纸上的松散度，有序地平铺在碳纸上而不重叠无堆积。使钼用量在使用化学法的0.4-0.6mg/cm2降低到小于0.lmg/cm2，而整个生产过程全部用计算机控制，保证了大批量自动化生的可行性。该发明是ー种エ艺简单、催化剂在碳纸上不会重叠的氢空气燃料电池催化膜制作方法。
[0009]中国发明专利ZL201010143939.5公开了 “ー种硅基太阳能电池正面栅电极的制备方法”，该发明涉及ー种硅基太阳能电池正面栅电极的制备方法。该发明采用如下技术方案:一种硅基太阳能电池正面栅电极的制备方法，其特征是:依次采用如下步骤:一、已经形成减反射膜的一种硅基太阳能电池正面上采用真空溅射的方法沉积5?50纳米厚金属膜；ニ、在金属膜上印刷ー层正面栅电极形状的抗蚀图案；三、去除没有覆盖抗蚀图案的金属膜，形成电池正面栅电极图形；四、去除抗蚀图案，加厚正面栅电扱。通过采用上述方案，该发明克服现有技术存在的不足，提供ー种能改善正面栅电极与晶体硅之间的接触性能，而且能增强正面栅电极与晶体硅之间的附着力，降低电极的串电阻，提高太阳能电池的转换效率的新电极制备方法。
[0010]董震等发表的“基于超吸水纤维的电池隔膜的性能研究”[产业用纺织品，2010，
[11]=22-24]中，介绍了电池隔膜性能的分析方法；研究了超吸水纤维(SAF)含量与电池隔膜的吸液、保液及导水性能的关系。结果表明:随着SAF含量的増加，隔膜的吸液和保液能力提高，但导水能力下降；适当控制SAF含量，可以使电池隔膜的性能达到比较理想的效果。
[0011]随着铅酸蓄电池应用领域的不断扩大，对其综合性能和产品多祥性的要求也相应地不断提高，改善铅酸蓄电池的便携性、稳定性和可靠性，提高其比能量，以及便于连续制造加工，易于回收其中金属材料，将成为进ー步推广其用途的重要问题。
[0012]当前，铅酸蓄电池主要存在以下几个问题:
[0013]1、传统的铅酸蓄电池中极板活性物质利用率大多仅达45%左右，究其原因，主要与极板厚度、极板表面积，以及电解液密度有夫，因此，为了提高极板活性物质利用率，务必需要尽可能地增大极板表面与电解液的接触面积。
[0014]2、传统的铅酸蓄电池的活性物质主要采用浇铸式板栅，在其铸板过程中，通常会产生气孔、砂眼、裂纹、缩孔和歪斜等缺陷，导致产品均匀度差，不得不在组装过程中增加配板过程，以求得同批产品性能的一致性，由此而导致劳动效率低，产品质量不稳定的问题。
[0015]3、在板栅铸板过程中，高温的熔铅蒸气必然导致生产环境劣化和影响从业人员的身体健康，并造成对环境的污染。
[0016]4、由于浇铸式板栅结构需要繁杂的组装过程，将导致生产过程难以实现大规模连续生产。
[0017]5、浇铸式板栅结构难以有效利用蓄电池体内的有效空间，同时还会导致内阻加大，导电能力下降。
[0018]6、受板栅模具规格的限制，难以根据使用要求灵活调节和改变蓄电池的容量和尺寸，因而限制了产品品种和用途的开发。
【发明内容】
[0019]为了克服上述问题，本发明开发了ー种柔性易回收铅酸蓄电池芯的制备方法。本发明改变传统铅酸蓄电池的活性物质所采用的浇铸式板栅结构，以复合褐藻胶纤维的多孔性玻璃纤维织物为支撑层，通过真空溅射或真空蒸发镀膜的方法将金属集流层敷于支撑层两面，再分别涂覆正、负极活性物质，经干燥后，于其表面喷涂褐藻胶溶液，形成隔离层，再干燥后，即可得到可卷绕的柔性铅酸蓄电池芯，可以取代传统的刚性隔板加铸铅板的铅酸蓄电池芯，有利于实现连续化生产，简化生产エ艺，提高材料利用率，减少环境污染。
[0020]本发明是这样实现的:一种柔性易回收铅酸蓄电池芯的制备方法，其特征在于:以复合褐藻胶纤维的多孔性玻璃纤维织物为支撑层，通过真空溅射或真空蒸发镀膜的方法将金属集流层敷于支撑层两面，再分别涂覆正、负极活性物质，经干燥后，于其表面喷涂褐藻胶溶液，形成隔离层，再干燥后，即可得到可卷绕的柔性铅酸蓄电池芯。然后按照所需电容量、形状和尺寸要求组装，接上电极引出端子，压入外壳后充入电解液，经密封，即成柔性易回收铅酸蓄电池。
[0021]在上述柔性易回收铅酸蓄电池芯制备过程中，复合褐藻胶纤维的多孔性玻璃纤维织物承担了铅酸蓄电池的支撑层，提供基础的机械强度；通过真空溅射或真空蒸发镀膜的方法敷干支撑层上的正、负极集流体，采用金属铅或其合金，一方面可以节省材料，同时也可以提高导电性；正、负极活性物质采用公知的材料和配方；喷涂褐藻胶溶液形成的隔离层起绝缘正、负极的作用，并可吸收和透过电解液；外壳采用绝缘的塑料、橡胶或玻璃材料，根据使用要求，可制成柱状、板式或盒装。
[0022]所述复合褐藻胶纤维的多孔性玻璃纤维织物采用褐藻胶纤维与多孔性玻璃纤维混纺的无纺织物，其质量比为1:99?99:1 ;所用的褐藻胶纤维可以从褐藻酸钠、褐藻酸钾、褐藻酸镁、褐藻酸锂、褐藻酸氨、褐藻酸丙ニ酷、褐藻酸钙、褐藻酸铁、褐藻酸锌纺成的纤维中的一种或者几种的混合物选择，其厚度为0.1mm?5.0_。
[0023]所述正、负极集流体采用Pb-Ca (0.06% ?0.08%) -Sn (1.2% ?1.5%) -Al (0.02%)四元合金或者Pb-Sn(l.7%) -Cd(l.7%)低锑合金，其厚度控制在5?500纳米。
[0024]所述正极活性物质采用公知的铅酸蓄电池正极铅膏配方，依据电容量的设定，调节其厚度为0.5mm?5.0mm。
[0025]所述负极活性物质采用公知的铅酸蓄电池负极铅膏配方，依据电容量的设定，调节其厚度为0.5mm?5.0mm。[0026]所述制造隔离层的褐藻胶溶液采用褐藻酸钠、褐藻酸钾、褐藻酸镁、褐藻酸锂、褐藻酸氨、褐藻酸丙ニ酯中的一种或者几种的混合物，其浓度为质量百分比0.1%?10%。
[0027]所述外壳采用公知的绝缘的塑料、橡胶或玻璃，或者这些材料的复合物制成。
[0028]上述柔性易回收铅酸蓄电池芯的制备方法:主要包括复合褐藻胶纤维的多孔性玻璃纤维织物支撑层的制备、正、负极集流体的镀覆、正、负极活性物质的涂覆、褐藻胶隔离层的喷涂，以及后续的外壳组装和电解质的充填。
[0029]1、复合褐藻胶纤维的多孔性玻璃纤维织物支撑层的制备
[0030]步骤1:根据设定的比例将褐藻胶纤维和多孔性玻璃纤维分别开松、除杂后混合，使之成为均匀的纤维层。
[0031]步骤2:经梳理机梳成单纤维组成的薄网。
[0032]步骤3:以褐藻胶溶液作为粘合剂，喷入上述制成的纤维薄网，并经滚压加固成型，即得到所需的复合褐藻胶纤维的多孔性玻璃纤维织物。
[0033]2、正、负极集流体的镀覆
[0034]正、负极集流体的镀覆可采用真空蒸镀法或真空溅射法制备。
[0035]I)真空蒸镀法镀覆正、负极集流体
[0036]步骤1:将上述制备的复合褐藻胶纤维的多孔性玻璃纤维织物预热。
[0037]步骤2:将上述用作正、负极集流体的合金在蒸发源中加热蒸发，使其以原子(或分子)形态加入气相空间。
[0038]步骤3:将上述制备的复合褐藻胶纤维的多孔性玻璃纤维织物引入真空蒸发镀膜机中，使集流体材料沉积在织物两面，并成膜。
[0039]步骤4:镀膜后的复合褐藻胶纤维的多孔性玻璃纤维织物冷却，并引出镀膜机。
[0040]2)真空溅射法镀覆正、负极集流体
[0041]步骤1:将上述制备的复合褐藻胶纤维的多孔性玻璃纤维织物预热。
[0042]步骤2:将上述用作正、负极集流体的合金作为靶材，通过荷能粒子轰击，使其以原子(或分子)形态逸出，加入气相空间。
[0043]步骤3:将上述制备的复合褐藻胶纤维的多孔性玻璃纤维织物引入真空溅射镀膜机中，使集流体材料沉积在织物两面，并成膜。
[0044]步骤4:镀膜后的复合褐藻胶纤维的多孔性玻璃纤维织物冷却，并引出镀膜机。
[0045]3、正、负极活性物质的涂覆
[0046]步骤1:分别按照公知的正、负极活性物质的配方配制正、负极铅膏。
[0047]步骤2:利用涂布机在上述制备的镀膜复合褐藻胶纤维的多孔性玻璃纤维织物两面分别涂布配好的正、负极铅膏。
[0048]步骤3:经辊压机将涂布了铅膏的织物压实、碾平。
[0049]步骤4:于烘干机中干燥。
[0050]4、褐藻胶隔离层的喷涂
[0051]步骤1:将褐藻胶加水配制成溶液。
[0052]步骤2:将涂覆了正、负极活性物质的复合褐藻胶纤维的多孔性玻璃纤维织物引入喷涂机，均匀喷涂配好的褐藻胶溶液。
[0053]步骤3:经辊压机将喷涂了褐藻胶溶液的织物压实、碾平。[0054]步骤4:于烘干机中干燥，即可得到柔性可回收铅酸蓄电池芯。
[0055]5、后续的外壳组装和电解质的充填
[0056]步骤1:根据使用要求，将得到柔性可回收铅酸蓄电池芯经过卷绕、层压或填充，制成柱状、板式或盒装
[0057]步骤2:将制成的铅酸蓄电池芯装入外売。
[0058]步骤3:加入电解质后密封。
[0059]本发明提供的一种柔性可回收铅酸蓄电池芯的制备方法有如下优点:
[0060]1、褐藻胶是由褐藻提取的一类由古洛糖醛酸和甘露糖醛酸组成的多糖类，当其在酸性条件下或者形成多价盐形式，为不溶性物质，当其以单价盐形式存在吋，则为可溶性。采用褐藻胶与多孔性玻璃纤维复合时，由于铅酸蓄电池的电解质为硫酸溶液，在此酸性条件下，褐藻胶以不溶性的褐藻酸形式存在，既可以粘结玻璃纤维，增强无纺织物的強度，又可以发挥其亲水性的优点，尽可能吸收电解质。当铅酸蓄电池失效以后，需要回收其中金属材料吋，只需将其用碱处理，使其转化成水溶性的褐藻酸盐，如褐藻酸钠、海褐藻酸钾、褐藻酸氨等形式，一方面可以将其与金属成分分开，同时还可以起崩解剂的作用，可以使不溶性的多孔性玻璃纤维和金属成分分散，便于回收利用。同样，将褐藻胶作为绝缘隔离层，也具有上述作用。
[0061]2、采用真空蒸发或真空溅射镀膜法生成正、负极活性物质的集流体，有利于提高铅酸蓄电池中极板活性物质与无效的集流体的质量比，增大极板表面积，提高极板活性物质利用率，增大电极表面与电解液的接触面积。
[0062]3、采用无纺纤维作为支撑层，很容易得到柔性基材的效果；同时也有利于实现连续生产。由于采用涂覆型的卷轴结构，可以简化浇铸式板栅结构导致的繁杂组装过程，有利于简化组装过程中的配板过程，提高劳动效率和产品质量稳定性。
[0063]4、采用真空溅射或真空镀膜法生成铅活性层的集流体，可以避免在板栅铸板过程中，高温熔铅蒸气导致生产环境劣化和影响从业人员的身体健康的问题，进而避免对环境的污染。
[0064]5、采用多孔性纤维织物为基材，取代传统的隔板，有利于电解液的滲透和扩散，提高其余活性层的接触和反应效率，有效利用蓄电池体内的有效空间，改善电解液的透过性，便于减少电解液的使用量，减少废酸造成的对环境的污染，同时降低内阻，提高导电能力。
[0065]6、采用卷轴型结构，可以不受板栅模具规格的限制，并根据使用要求灵活调节和改变蓄电池的容量和尺寸，有利于产品品种和用途的开发。
[0066]7、采用卷轴型结构，有利于在蓄电池过度极化后回收利用活性材料铅，減少废弃物的污染。
【专利附图】
【附图说明】
[0067]图1是本发明一种柔性可回收铅酸蓄电池芯的结构示意图。
【具体实施方式】
[0068]下面结合具体实施例来对本发明进行详细的说明。
[0069]图1是本发明一种柔性可回收铅酸蓄电池芯的结构示意图。本发明所述的ー种柔性可回收铅酸蓄电池芯，依次由褐藻胶隔离层1、正极活性物质2、金属集流层3、复合褐藻胶纤维的多孔性玻璃纤维织物支撑层4、金属集流层5、负极活性物质6和褐藻胶隔离层7组成。
[0070]褐藻胶隔离层I和褐藻胶隔离层7采用褐藻酸钠、褐藻酸钾、褐藻酸镁、褐藻酸锂、褐藻酸氨、褐藻酸丙ニ酯中的一种或者几种的混合物；正极活性物质2采用公知的铅酸蓄电池正极铅膏配方，依据电容量的设定，调节其厚度为0.5mm?5.0mm ;负极活性物质6采用公知的铅酸蓄电池负极铅膏配方，依据电容量的设定，调节其厚度为0.5mm?5.0mm ;金属集流层3和金属集流层5采用Pb-Ca (0.06%?0.08%) -Sn (1.2%?1.5%) -Al (0.02%)四元合金或者Pb-Sn(l.7%)-Cd (1.7%)低锑合金，其厚度控制在5?500纳米；复合褐藻胶纤维的多孔性玻璃纤维织物支撑层4采用褐藻胶纤维与多孔性玻璃纤维混纺的无纺织物，其质量比为1:99?99:1 ;所用的褐藻胶纤维可以从褐藻酸钠、褐藻酸钾、褐藻酸镁、褐藻酸锂、褐藻酸氨、褐藻酸丙ニ酷、褐藻酸钙、褐藻酸铁、褐藻酸锌纺成的纤维中的ー种或者几种的混合物选择，其厚度为0.1mm?5.0mm。
[0071]实施例一
[0072]步骤1:将褐藻胶纤维和多孔性玻璃纤维分别开松、除杂后按照质量比1:9的比例混合，使之成为均匀的纤维层。经梳理机梳成单纤维组成的薄网。以质量比1%褐藻酸钠溶液作为粘合剂，喷入上述制成的纤维薄网，并经滚压加固成型，即得到所需的复合褐藻胶纤维的多孔性玻璃纤维织物。
[0073]步骤2:将上述制备的复合褐藻胶纤维的多孔性玻璃纤维织物预热，然后将Pb-Ca (0.06%?0.08%) -Sn (1.2%?1.5%) -Al (0.02%)四元合金在蒸发源中加热蒸发，使其以原子(或分子)形态加入气相空间。将上述制备的复合褐藻胶纤维的多孔性玻璃纤维织物引入真空蒸发镀膜机中，使集流体材料沉积在织物两面，并成膜。镀膜后的复合褐藻胶纤维的多孔性玻璃纤维织物冷却，并引出镀膜机。
[0074]步骤3:分别按照公知的正、负极活性物质的配方配制正、负极铅膏。利用涂布机在上述制备的镀膜复合褐藻胶纤维的多孔性玻璃纤维织物两面分别涂布配好的正、负极铅膏。经辊压机将涂布了铅膏的织物压实、碾平，于烘干机中干燥。
[0075]步骤4:将褐藻酸钠加水配制成质量比1%溶液。将涂覆了正、负极活性物质的复合褐藻胶纤维的多孔性玻璃纤维织物引入喷涂机，均匀喷涂配好的褐藻酸钠溶液。经辊压机将喷涂了褐藻酸钠溶液的织物压实、碾平。于烘干机中干燥，即可得到柔性可回收铅酸蓄电池芯。
[0076]步骤5:根据使用要求，将得到柔性可回收铅酸蓄电池芯经过卷绕、层压或填充，制成柱状、板式或盒装。将制成的铅酸蓄电池芯装入外壳。加入电解质后密封。
[0077]实施例ニ
[0078]步骤1:将褐藻胶纤维和多孔性玻璃纤维分别开松、除杂后按照质量比9:1的比例混合，使之成为均匀的纤维层。经梳理机梳成单纤维组成的薄网。以褐藻酸氨溶液作为粘合剂，喷入上述制成的纤维薄网，并经滚压加固成型，即得到所需的复合褐藻胶纤维的多孔性玻璃纤维织物。
[0079]步骤2:将上述制备的复合褐藻胶纤维的多孔性玻璃纤维织物预热。将上述用作正、负极集流体的Pb_Sn(l.7%)-Cd(1.7%)低锑合金合金作为靶材，通过荷能粒子轰击，使其以原子(或分子)形态逸出，加入气相空间。将上述制备的复合褐藻胶纤维的多孔性玻璃纤维织物引入真空溅射镀膜机中，使集流体材料沉积在织物两面，并成膜。镀膜后的复合褐藻胶纤维的多孔性玻璃纤维织物冷却，并引出镀膜机。
[0080]步骤3:分别按照公知的正、负极活性物质的配方配制正、负极铅膏。利用涂布机在上述制备的镀膜复合褐藻胶纤维的多孔性玻璃纤维织物两面分别涂布配好的正、负极铅膏。经辊压机将涂布了铅膏的织物压实、碾平。于烘干机中干燥。
[0081]步骤4:将褐藻酸氨加水配制成质量比5%溶液。将涂覆了正、负极活性物质的复合褐藻胶纤维的多孔性玻璃纤维织物引入喷涂机，均匀喷涂配好的褐藻酸氨溶液。经辊压机将喷涂了褐藻酸氨溶液的织物压实、碾平。于烘干机中干燥，即可得到柔性可回收铅酸蓄电池芯。
[0082]步骤5:将褐藻酸氨加水配制成2%溶液。将涂覆了正、负极活性物质的复合褐藻胶纤维的多孔性玻璃纤维织物引入喷涂机，均匀喷涂配好的褐藻酸氨溶液。经辊压机将喷涂了褐藻酸氨溶液的织物压实、碾平。于烘干机中干燥，即可得到柔性可回收铅酸蓄电池芯。
[0083]步骤6:根据使用要求，将得到柔性可回收铅酸蓄电池芯经过卷绕、层压或填充，制成柱状、板式或盒装。将制成的铅酸蓄电池芯装入外壳。加入电解质后密封。
【权利要求】
1.一种柔性易回收铅酸蓄电池芯，其特征在于:包括以复合褐藻胶纤维的多孔性玻璃纤维织物为支撑层；通过真空溅射或真空蒸发镀膜的方法将正、负极金属集流体层敷于支撑层两面；再分别涂覆正、负极活性物质，经干燥后，于其表面喷涂褐藻胶溶液，形成隔离层；再干燥后，即可得到可卷绕的柔性铅酸蓄电池芯；然后按照所需电容量、形状和尺寸要求组装，接上电极引出端子，压入外壳后充入电解液，经密封，即成柔性易回收铅酸蓄电池。
2.根据权利要求1所述的ー种柔性易回收铅酸蓄电池芯，其特征在于:所述复合褐藻胶纤维的多孔性玻璃纤维织物采用褐藻胶纤维与多孔性玻璃纤维混纺的无纺织物，其质量比为1:99~99:1 ;所用的褐藻胶纤维可以从褐藻酸钠、褐藻酸钾、褐藻酸镁、褐藻酸锂、褐藻酸氨、褐藻酸丙二酷、褐藻酸钙、褐藻酸铁、褐藻酸锌纺成的纤维中的一种或者几种的混合物选择，其厚度为0.1mm~5.0mm。
3.根据权利要求1所述的ー种柔性易回收铅酸蓄电池芯，其特征在干:所述正、负极集流体采用Pb-Ca (0.06%~0.08%) -Sn (1.2%~1.5%) -Al (0.02%)四元合金或者Pb-Sn(l.7%) -Cd(l.7%)低锑合金，其厚度控制在5~500纳米。
4.根据权利要求1所述的ー种柔性易回收铅酸蓄电池芯，其特征在于:所述正极活性物质采用公知的铅酸蓄电池正极铅膏配方，依据电容量的设定，调节其厚度为0.5_~5.0mm0
5.根据权利要求1所述的ー种柔性易回收铅酸蓄电池芯，其特征在于:所述负极活性物质采用公知的铅酸 蓄电池负极铅膏配方，依据电容量的设定，调节其厚度为0.5mm~5.0mm0
6.根据权利要求1所述的ー种柔性易回收铅酸蓄电池芯，其特征在于:所述制造隔离层的褐藻胶溶液采用褐藻酸钠、褐藻酸钾、褐藻酸镁、褐藻酸锂、褐藻酸氨、褐藻酸丙二酯中的一种或者几种的混合物，其浓度为质量百分比0.1%~10%。
7.根据权利要求1所述的ー种柔性易回收铅酸蓄电池芯，其特征在于:所述外壳采用公知的绝缘的塑料、橡胶或玻璃，或者这些材料的复合物制成。
8.—种如权利要求1所述的柔性易回收铅酸蓄电池芯的制备方法，其特征在于包括如下步骤: (1)复合褐藻胶纤维的多孔性玻璃纤维织物支撑层的制备: 步骤1:根据设定的比例将褐藻胶纤维和多孔性玻璃纤维分别开松、除杂后混合，使之成为均匀的纤维层； 步骤2:经梳理机梳成单纤维组成的薄网； 步骤3:以褐藻胶溶液作为粘合剤，喷入上述制成的纤维薄网，并经滚压加固成型，即得到所需的复合褐藻胶纤维的多孔性玻璃纤维织物； (2)正、负极集流体的镀覆: 所述正、负极集流体的镀覆可采用真空蒸镀法或真空溅射法制备； (3)正、负极活性物质的涂覆: 步骤1:分别按照公知的正、负极活性物质的配方配制正、负极铅膏； 步骤2:利用涂布机在上述制备的镀膜复合褐藻胶纤维的多孔性玻璃纤维织物两面分别涂布配好的正、负极铅膏； 步骤3:经辊压机将涂布了铅膏的织物压实、碾平；步骤4:于烘干机中干燥； (4)褐藻胶隔离层的喷涂: 步骤1:将褐藻胶加水配制成溶液； 步骤2:将涂覆了正、负极活性物质的复合褐藻胶纤维的多孔性玻璃纤维织物引入喷涂机，均匀喷涂配好的褐藻胶溶液； 步骤3:经辊压机将喷涂了褐藻胶溶液的织物压实、碾平； 步骤4:于烘干机中干燥，即可得到柔性可回收铅酸蓄电池芯； (5)后续的外壳组装和电解质的充填: 步骤1:根据使用要求，将得到柔性可回收铅酸蓄电池芯经过卷绕、层压或填充，制成柱状、板式或盒装； 步骤2:将制成的铅酸蓄电池芯装入外壳； 步骤3:加入电解质后密封，即成柔性易回收铅酸蓄电池。
9.根据权利要求8所述的ー种柔性易回收铅酸蓄电池芯的制备方法，其特征在于:所述正、负极集流体的镀覆采用真空蒸镀法具体如下: 步骤1:将上述制备的复合褐藻胶纤维的多孔性玻璃纤维织物预热； 步骤2:将上述用作正、负极集流体的合金在蒸发源中加热蒸发，使其以原子或分子形态加入气相空间； 步骤3:将上述制备的复合褐藻胶纤维的多孔性玻璃纤维织物引入真空蒸发镀膜机中，使集流体材料沉积在织物两面，并成膜； 步骤4:镀膜后的复合褐藻胶纤维的多孔性玻璃纤维织物冷却，并引出镀膜机。
10.根据权利要求8所述的ー种柔性易回收铅酸蓄电池芯的制备方法，其特征在于:所述正、负极集流体的镀覆采用真空溅射法具体如下: 步骤1:将上述制备的复合褐藻胶纤维的多孔性玻璃纤维织物预热； 步骤2:将上述用作正、负极集流体的合金作为靶材，通过荷能粒子轰击，使其以原子或分子形态逸出，加入气相空间； 步骤3:将上述制备的复合褐藻胶纤维的多孔性玻璃纤维织物引入真空溅射镀膜机中，使集流体材料沉积在织物两面，并成膜； 步骤4:镀膜后的复合褐藻胶纤维的多孔性玻璃纤维织物冷却，并引出镀膜机。
【文档编号】H01M4/14GK103560252SQ201310488977
【公开日】2014年2月5日 申请日期:2013年10月17日 优先权日:2013年10月17日
【发明者】蒋维, 甘纯玑 申请人:福建瑞达精工股份有限公司