专利名称：：一种胶体蓄电池的制造方法
技术领域：
：本发明属于蓄电池领域，具体涉及一种胶体电解质铅酸蓄电池的制造方法。
背景技术：
：铅酸蓄电池因原料易得，制造简单，性能稳定，价格便宜和品种齐全等特点，至今仍在各种二次化学电源中占统治地位，占有最大的市场份额。20世纪60年代，世界上出现了阀控式密封电池，它不渗漏酸液，充电时很少排出酸雾，使用中不需补加稀硫酸和纯水，因而是免维护的。阀控式密封电池包括吸附式电池和胶体电解质电池两种类型。前者是用超细玻璃纤维隔板(AGM)将稀硫酸电解液吸附在其中，电池内阻小，电解液含量相对较低，大电流放电性能优良，适合用作起动型电池和各种应急电源(UPS)。AGM电池是贫液式，充放电中会出现电解液分层，浮充电流较大、生热多、散热差，不适合深放电循环使用，易产生鼓肚和热失控现象，其使用条件受到许多限制。胶体蓄电池是在稀硫酸中加入Si02类的凝胶剂，使电解液成为凝胶体，失去流动性，电池完全不漏液，消除了电解液分层现象。胶体蓄电池是富液式，它浮充电流小、生热少、比热大、散热好，所以适合于深循环应用，所以比AGM电池更加安全可靠，循环使用寿命长。在许多常规电池和AGM电池不适用的场合，都可以使用胶体蓄电池。但是，胶体蓄电池内阻稍高，其比能量大约降低10%，其制造工艺复杂，原材料价格高，所以胶体蓄电池的售价比常规电池和AGM电池高许多。目前，以德国阳光蓄电池公司为代表的世界各国公司制造胶体蓄电池都采用美国达瑞米克(DARAMIC)公司生产的聚酯涂覆酚醛树脂隔板或欧洲阿莫西尔(ARMER-SIL)公司生产的微孔PVCSi02隔板，其价格在40—60元/m2，是国内使用的AGM隔板和其他隔板的5—10倍，而且供应很不方便。所以，中国完全采用进口隔板制备胶体蓄电池是困难的。1993年，发明人为了改进AGM电池，将AGM电池改灌装胶体电解质，制成AGM一胶体混合电池。由于电解质增多和凝胶剂对电池性能的影响，这种改进的混合电池电容量明显增加，深放电循环寿命也延长了，促进了我国电动自行车产业的发展。但是，这种混合式胶体蓄电池灌注胶体困难，由于AGM对胶体渗滤作用，产生胶液分离，电池仍会渗漏酸液。因为电池结构没有改变，它实际上仍是贫液式电池，仍旧存在鼓肚和热失控现象。这些缺点严重制约着我国胶体蓄电池产业的发展〖1。
发明内容本发明的目的是改进电池结构，克服灌注胶体困难，消除AGM对胶体的渗滤作用，变贫液式为富液式，同时解决国外胶体蓄电池比能量低和价格昂贵的问题，提供一种由适用于胶体蓄电池的性能优良、价格便宜的隔板制成胶体电解质铅酸蓄电池的方法。本发明的目的可以通过以下措施达到一种胶体蓄电池的制造方法，包括将正负极板进行极群焊接、配组，封入电池壳，灌入胶体后，进行充电处理，其中正负极板之间的隔板为微孔橡胶隔板。所述的微孔橡胶隔板一般由天然橡胶与Si02和硫磺经硫化制成，或者由天然橡胶与Si02经电子辐射制成，其表面优选为波纹状，以便于灌胶。为了最大程度地发挥微孔橡胶隔板在增加存胶量及电池循环寿命等方面的优点，本发明优选使用电阻率《0.003Q/dm2、孔率为5070%的微孔橡胶隔板，本发明的实施例中采用保定风帆隔板厂的微孔橡胶隔板。本发明的方法可以应用于各种胶体铅酸蓄电池中，特别是阀控式密封胶体蓄电池或常规开口式胶体电池。本发明对正负极的极板没有特定要求，只要是能够应用于铅酸蓄电池的极板都可以使用，如管式极板、平板式极板均可。本发明对板栅也无特定要求，一般的铅酸蓄电池的均可，但为了能更佳地发挥电池的性能，一般选用Pb-Ca合金板栅、Pb-Sb等合金板栅。本发明对于胶体无特定要求，各种胶体铅酸蓄电池的胶体皆可使用，但为了使胶体与隔板之间能更好地发挥性能，优选在胶体中加入l6wt。/。的Si02，尤其是气态的Si02。本发明对电池或极板的化成步骤并无特定要求，采用内化成工艺或外化成工艺均可。本发明的新型胶体蓄电池的一种具体的制造方法如下1.采用正常的极板(厂家不限)进行极群焊接、配组，正负极板间插入橡胶隔板，再进行封盖处理。2.电池灌入含Si02l6y。的胶体，必要时可以通过抽真空方式灌入。3.电池进行充电处理。其中步骤1中微孔硬橡胶隔板由天然橡胶与Si02和硫磺经硫化制成，或者由天然橡胶与Si02经电子辐射制成。微孔硬橡胶隔板的电阻率小于等于0.003Q/dm2，孔率为5070%。步骤2中含Si02或硅酸的物质都可能用作胶体蓄电池的凝胶剂，本发明优选采用气相Si02作凝胶剂。如果采用其他含Si02或硅酸的物质，如硅溶胶，并用橡胶隔板制取胶体蓄电池，也应属于本发明的范围。另外，胶体蓄电池中凝胶剂的含量(折合成Si02)的多少不会影响本发明的权利要求。本发明的方法中所使用的橡胶隔板较其他隔板价格便宜，所制得的橡胶隔板电池，其存胶量增多，凝胶充分均匀，无酸液分层，电池不漏液，电池循环寿命长，无热失控。具体实施方式实施例1除了AGM外，本发明选择了聚乙烯(PE)隔板、10g改性隔板、橡胶隔板进行制作胶体蓄电池试验，并用DARAMIC的聚酯涂覆酚醛树脂隔板作比较。这里用的橡胶隔板是由天然橡胶与Si02及硫磺经硫化制成，或天然橡胶与Si02经电子福射交联制成，其表面是波纹状，有利于灌注胶体。其电阻率《0.003Q/dm2,孔率约为60%。橡胶隔板机械强度高，能阻止锑在正负极间转移，防止枝晶短路，可制作长寿命蓄电池21。这里的10g改性隔板是在聚乙烯中加入硅藻土改性的。4只试验电池具体的制备方法如下1.板栅为Pb-Ca合金，铅粉氧化度为76%。2.经涂板、固化干燥、分片刷片后焊接极群。3.极群中插入不同的隔板，再次焊接。为了便于操作，电池是敞口的4.灌胶，充电。胶体的配方是在比重1.28的硫酸中加入3.0%重量的气相Si02和少量的助凝胶剂、延寿剂，经强烈搅拌后直接灌入电池中(不需抽真空)。每单格电池灌入约400ml胶体。按常规方法化成后，测电池5A放电时间，其前5次测试容量见表1.表1，不同隔板12V,40Ah胶体蓄电池5A放电时间放\隔电\板时\类\间\.\型橡胶聚酯涂覆酚醛树脂10g改性PE放数1466469437441245044643041044042443239944394124413855438388417375由于Pb—Ca合金极板引起电池容量早衰，上述5A放电时间呈现明显的逐次下降趋势，聚酯涂覆酚醛树脂隔板也不例外。橡胶隔板制成的胶体蓄电池容量较为稳定，而且略高于聚酯隔板电池。从橡胶隔板的具有长寿命的特点，其价格也比聚酯隔板便宜很多。因此，橡胶隔板可以作为胶体蓄电池的隔板。实施例2试验电池2只6-DZMJ-10电动车电池，外形尺寸为152X98X94(mm)，板栅为Pb-Ca合金，内化成，分别使用AGM隔板和橡胶隔板，其他工艺同实施例l。两种隔板胶体蓄电池试验性能列于表2.表2，AGM和橡胶隔板胶体蓄电池试验性能比较性能AGM橡胶隔板灌胶工艺难易电池存胶量(g)700-750800-850恒流充电时电池内温度('c)3426初期5A放电时间130-140125-135凝胶状态胶液分离凝胶稳定、分布均匀试验结果表明，橡胶隔板胶体蓄电池初期5A放电容量略低于AGM蓄电池，但电池容量可达到技术标准，其余各项性能均优于AGM蓄电池。其存胶量约多100g，达到富液式电池的水平，对容量升高和寿命延长十分有利。在恒流充电时，橡胶隔板电池温度低，耗水少，板栅腐蚀慢，有利于延长电池寿命和防止热失控。解剖电池后发现AGM胶体蓄电池极群上部和周围充分凝胶，但AGM内部几乎没有凝胶，基本都是酸液，这种胶液分离现象成为电池漏液的隐患。橡胶隔板胶体蓄电池极群上、下、内、外和周围都均匀地分布着凝胶，无液化现象，电池不会漏液。实施例2试验电池是6-CN-100储能电池。电池1是用AGM隔板，极板是内化成的，胶体中含1.0%Si02，抽真空灌入电池中。电池2是橡胶隔板，经外化成后极板组装成电池。胶体中含2.5免的气相Si02，灌胶时不抽真空。电池3橡胶隔板，生极板。加入硫酸后按通常工艺化成，用10A放电测电池容量。电池4是将放完电的电池3中的稀硫酸全部倒出，在倒出的酸中加入含3.0%的Si02和助凝胶剂。为了弥补操作中所耗的硫酸和因加入凝胶剂(Si02)可能引起电池内阻增大和容量下降，酸的含量提高至21.0%,将配制的胶体充分搅拌后灌注入电池中(不需抽真空)，按通常工艺测定容量。电池5是德国阳光的DryfitA412/100.0A胶体蓄电池，外形尺寸513X189X195(mm)，重40.0Kg，该电池适应各种应用，浮充使用寿命10年。电池6是双登公司生产的储能型胶体蓄电池，100Ah。将上述12V,100Ah储能电池主要性能列于表3.表3，12V,醒h储能电池性能比较<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>*120h率放电时间是用1.OA放电测定的。**比能量是以10h率放电容量计算的。上述试验表明，用橡胶隔板取代AGM和国际上专用的胶体蓄电池隔板(电池5和6)，所制得的储能型胶体蓄电池的中等电流和小电流放电的性能是不会降低的，而且比能量明显高于国内(电池6)和国外(电池5)的胶体蓄电池。所以，用橡胶隔板能够制造出优良的储能型胶体蓄电池。结论本发明在用AGM制备胶体蓄电池中，用橡胶隔板取代AGM，克服了灌注胶体困难，消除了AGM对胶体渗滤产生胶液分离，引起电池漏酸液。橡胶隔板使胶体充分、均匀凝胶，免除了电解液分层，而且存胶量也多于AGM电池，这对提高胶体蓄电池容量，延长循环寿命和防止热失控都是有利的。本发明的实施例是小型动力型和储能型胶体蓄电池,但该方法同样适用于其他胶体铅酸蓄电池阀控式密封蓄电池、常规开口式电池、管式极板、平板式极板、Pb-Ca合金板栅、Pb-Sb等合金板栅、极板用内化成和外化成工艺。权利要求1、一种胶体蓄电池的制造方法，包括将正负极板进行极群焊接、配组，封入电池壳，灌入胶体后，进行充电处理，其特征在于正负极板之间的隔板为微孔橡胶隔板。2、根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于所述的微孔橡胶隔板由天然橡胶与Si02和硫磺经硫化制成，或者由天然橡胶与Si02经电子辐射制成。3、根据权利要求1或2所述的制造方法，其特征在于所述的微孔橡胶隔板的电阻率《0.003Q/dm2，孔率为5070%。4、根据权利要求1或2所述的制造方法，其特征在于所述的微孔橡胶隔板有表面为波纹状。5、根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于所述的胶体中含有1~6wt。/。的Si02。6、根据权利要求l所述的制造方法，其特征在于所述的胶体蓄电池为阀控式密封胶体蓄电池或常规开口式胶体电池。全文摘要本发明公开了一种新型胶体蓄电池的制造方法，本发明用微孔硬橡胶隔板取代超细玻璃纤维隔板(AGM)，解决了AGM-胶体蓄电池灌注胶体困难，消除了AGM渗滤胶体导致胶液分离引起漏液的现象。本发明得到的橡胶隔板胶体电池，其存胶量增多，凝胶充分均匀，无酸液分层，电池不漏液，电池循环寿命长，无热失控。文档编号H01M10/12GK101459259SQ20091002862公开日2009年6月17日申请日期2009年1月6日优先权日2009年1月6日发明者王增海,钱学楼,陆长江申请人:江苏优德电源科技有限公司