专利名称：铅酸电池电流收集器及铅酸电池的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电池，尤其涉及一种汽车用铅酸电池。
背景技术：
众所周知，为汽车所提供的蓄电池是为储存电能供汽车所用。铅酸电池、镍金 属氢电池、锂离子电池是三类在电动汽车、混合动力电动汽车和插入式混合动力电动汽 车中具有潜在应用的蓄电池。虽然锂离子电池具有高比能量(瓦小时/公斤)且巳广泛 地应用在小型电子装置上，如手机和笔记本电脑，但是它们的高成本、性能、偏差容许和 循环寿命阻碍了它们在电动汽车、混合动力电动汽车和插入式混合动力电动汽车中的应 用(见，美国能源部2009年度能量储存研究和发展的进展报告).此外基于现今的技术还 很难回收利用锂离子电池。虽然镍金属氢电池巳在混合动力电动汽车中使用，但它们的 成本高且比能量和电池效率都低。美国能源部的目标是至2014年一辆插入式混合动力电 动汽车的电池应该能够行驶40英里全电动里程和成本3400美元。锂基或镍基电池的现 有成本大约是此成本的3至5倍高(以插入式混合动力电动汽车的千瓦小时为基础计算) 。锂基电池的主要成本来自原材料和材料处理的高花费、电池和电池模块的封装、及工 厂加工制造。因此需要发展新技术去降低锂基电池的成本。大多数现有汽车用蓄电池是铅酸电池，这主要是由于铅酸电池廉价、高功率、 可靠和98%可回收利用的特性。然而现有商用铅酸电池的低比能量和短循环寿命阻碍 了它们应用在电动汽车、混合动力电动汽车和插入式混合动力电动汽车中。如果能很大 地增加铅酸电池的比能量和循环寿命，相对于其它类型的可充电电池铅酸电池应该具有 很大的优势。因此发展低成本且具有高比能量和长循环寿命的高级铅酸电池对于电动汽 车、混合动力电动汽车、插入式混合动力电动汽车及其它应用都是非常诱人的。铅酸电池巳经有一百多年的历史。大量的有关其特性的研究巳经被做，数以百 计的论文、专利和报告巳经被发表或发布。有关低比能量和短循环寿命的问题仍然等待 着人们去解决。众所周知，低比能量主要源自两方面。一是笨重的铅板栅和用于连接极 板及从终端导出和引入电流的顶端铅。例如，在商用SLI(起动，灯光，点火)铅酸电池 中，铅板栅和顶端铅的重量大约占电池总重量的27%，而活性材料的重量仅占电池总重 量的大约 36% (Handbook of Batteries 3rd edition, p23.17, McGraw-Hill)。减少铅板栅和顶 端铅的重量能增加电池中活性材料的重量比率，从而增加电池的比能量。二是活性材料 的低利用率。在现今的SLI铅酸电池中，活性材料的利用率大约是25%到35%。这样的 低利用率主要是由板栅的结构所决定[Electrochemical Power Source, Μ. Barak, ρρ196, (The Institution of Electrical Engineers, London, 1980)]。而短循环寿命主要源自正板栅的腐蚀和 板极的硫化，特别是负板栅硫化直接导致电池的失效。近十年来，人们在有关减少铅酸电池板栅重量和改善它们的防腐能力方面已经 做了很多工作。一种方法是使用轻金属如铝、铜、铁、钛或者它们的合金作为芯，而其 由铅薄膜或铅箔层所覆盖。早期的工作曾由Henry Walker所做，其巳被表明在美国专利U.S. PatentNo. 3,884,716里，在这一工作里，铝被作为芯，其被镀上一铅层，而在铝与 铅层之间还加进了一或多层簿金属粘合层。John Timmons等在美国专利U.S. Patent No. 6,447,954 里、Ramesh Bhardwaj 等在美国专利 U.S. Patent No. 6,586,136 和 U.S. Patent No. 6,566,010里表明了同类型的工作。John Timmons等在美国专利U.S. Patent No. 6,316,148 里也表明了由铝或其它金属与铅箔一起经直接压封形成板栅。Yolshina等(Journal of Power Sources 78, 84 (1999))曾直接在铝和铝合金表面上沉积铅层作为板栅。Lun-ShuYeh 等在美国专利U.S.PatentN0. 4,683,648里表明了由在钛芯上镀铅层形成板栅。在美国专利 U.S.Patent No. 5,339,873 和 U.S. Patent No. 5,544,681 里 Robert Feldstein 利用钛作为芯，借 助离子注入方法沉积铅层在钛芯上。然而，在非常有限的循环次数后，硫酸能穿透这薄 的铅覆盖层从而攻击金属芯。除了上述使用轻金属作为板栅或板衬底外，在聚合物、玻璃纤维和碳上覆盖 铅或铅合金巳经被用来构造铅酸电池的板栅或极板。Richard Hammar等在美国专利 U.S.Patent No. 4,221,854中描述了一轻的板栅，其由层压铅箔在聚合物衬底上所构成。 Kensaku Tsuchida等在美国专利U.S.Patent No.6,232,017中表明利用聚酰胺玻璃纤维覆盖 薄铅层来构造复合板栅。一些小组巳经研究了由铅或铅合金覆盖的轻的碳/石墨板栅或 极板；例如，Elod Gyenge 等(Journal of Power Source 113, 388 (2003))禾Π Kaushik Das 等 (Journal of Power Source 89, 112 (2000))。所覆盖铅层的腐蚀问题类似于在金属芯上覆盖 铅层的问题。被腐蚀的薄铅层电阻很大，从而大大地降低电池的性能。B. Hariprakash等 (Journal of Power Source 173, 565 (2007))曾报道在他们的研究里在铅层上由电沉积再加 上一防腐和导电的聚苯胺层；然而，他们发现活性材料与导电聚合物之间的粘合很弱，在 30次循环后由于活性材料的脱落，电池容量迅速减少。Rongrong Chen等在美国专利U.S. PatentNo. 6,617,071中也建议了在板栅表面涂上导电聚合物以减少铅金属部件的腐蚀。除 了活性材料与导电聚合物之间的粘合很弱之外，导电聚合物非常昂贵。利用石墨泡沫作为铅酸电池的电荷收集器巳经广泛地被研究，其能大量地减少 铅酸电池的重量。Kurtis Chad Kelley等在美国专利U.S. PatentNo. 6,979,513中描述了利用 碳泡沫制作铅酸电池极板的方法。然而，Young-Il. Jang等(Journal of Power Source 161, 1392-1399 (2006))对铅酸电池所用碳泡沫电荷收集器的电化学稳定性的测试表明，在正 极的电压范围内石墨泡沫的电化学性是不稳定的，这是由于硫酸插入进了石墨层，因此 石墨泡沫是不适合使用作为铅酸电池正极的电荷收集器。Young-Il. Jang等也表明活性材 料与石墨泡沫之间的结合微弱，且这种电池的循环表现差，其放电容量在第一次循环只是 可用铅的大约25%,且在第二次循环被减少了一半。导电金属氧化物巳经被考虑作为防腐层。John Rowlette在美国专利U.S. Patent No. 5,334,464和U.S. Patent No. 5,643,696中描述了由在铅层上加一 SnO2层来保护铅，使其 免遭腐蚀。Naum Pinsky 等在美国专利 U.S. Patent No. 4,787,125 和 Maurice Fitzgerald 等在 美国专利U.S. Patent No. 4,708,918中也报告了使用锡氧化物作为导电和防腐层。然而， Wen-Hong Kao (Journal of Power Source 70, 8-15 (1998))在稍后的研究中揭示在正电势下 SnO2长时间处于酸中，由于底价锡的转化和掺杂的失去，将导致钝化作用。Wen-Hang Kao曾研究过120种不同陶瓷材料的化学和电化学稳定性，他发现仅Ti、Nb和Ta的硅化 物是可接受的被使用在铅酸电池中。然而，Wen-Hong Kao也发现这些材料与活性材料的相互作用/粘合非常弱,活性材料固化后从衬底上脱落。为改善活性材料的粘合问题，一 些方法曾被尝试，但改善很有限。虽然Wen-Hong Kao发现TiOx溶解或分解在硫酸中，但是其它人研究表明钛的亚 氧化物(TixOy)是好的防腐材料。然而，正如上面所概述，活性材料与陶瓷TixOy衬底的弱 粘合是一严重问题。A. C. Loyns 等(Journal of Power Sources 144, 329-337 (2005))曾为活 性材料的粘合设计了一种特殊的双向极化结构。在这一结构中钛亚氧化物的复合材料被 夹在两铅合金薄片之间，而活性材料由常规的铅/铅合金板栅所支撑。这样的极板很重, 且铅板栅腐蚀可能象常规铅酸电池一样损坏板栅。因此提供一种新的电流收集器和铅酸电池为汽车所用是人们所期望的。提供具 有相对低的成本、高比能量和长循环寿命的电流收集器和铅酸电池也是人们所期望的。 而提供具有改进力学性质的电流收集器和铅酸电池是人们更进一步所期望的。因此提供 至少满足这些期望之一的电流收集器和铅酸电池是有必要的。
发明内容
本发明的目的之一是为电动汽车、混合动力电动汽车、插入式混合动力电动汽 车及其它应用提供新型铅酸电池。本发明的另一目的是提供一种低成本、高比能量和长循环寿命的新型铅酸电 池。本发明提供的这种铅酸电池电流收集器，其包含聚合物成员和夹在聚合物成 员之间的金属薄片。本发明提供的铅酸电池是由上述铅酸电池电流收集器形成的。本发明的优点之一是提供一种低成本、高比能量和长循环寿命的新型铅酸电 池。低成本意味觉这种铅酸电池的总成本以每瓦小时美元计(美元/瓦小时)接近于现 今商用铅酸电池的成本，其应该满足美国能源部为插入式混合动力电动汽车电池所设置 的成本(3400美元，至2014年)要求。本发明的另一优点是这种铅酸电池的电流收集 器采用了价格低廉的材料和采用了低成本的加工及制造电流收集器和电池的方法。高比 能量意味觉本发明的这种铅酸电池的比能量比现今商用铅酸电池的比能量要高(两至参 倍)。本发明另外的优点是，这种铅酸电池所具有的聚合物_金属电流收集器增加了活性 材料在电池中的相对重量比率。本发明活性材料在电池中的重量比率能达到约55%,而 现今商用SLI铅酸电池的比率约为36%。本发明也优化了电流收集器与活性材料之间的 界面面积相对活性材料的体积的比率，这一优化大大增加了活性材料的利用率，从而大大 增加了比能量。本发明还有另外的优点是，活性材料的利用率能达到约70%,而现今商用 SLI铅酸电池的的活性材料利用率只有大约30%。因此，本发明中活性材料的重量比和 利用率都大增，由此大大地增加了电池的比能量。长循环寿命意味觉，本发明的铅酸电池 的循环寿命比现今商用铅酸电池的循环寿命要长得多。为在电流收集器与活性材料之间 取得好的粘合，利用了在电流收集器上的特殊键合层。本发明的进一步的优点是没有正的 板栅腐蚀和负的板栅硫化。这样的腐蚀和硫化大大地缩短了现今商用铅酸电池的循环寿 命。电流收集器的结构能很好地握住活性材料，这比传统的铅酸电池要好得多。在传统 的铅酸电池中，敞开的板栅结构使得活性材料容易从板栅上脱落。本发明的另一进一步的优点是所有极板都由聚合物粘合剂或热聚合物粘合胶直接固定到聚合物外壳上。因此， 这些电池具有非常好的力学特性。本发明还有一进一步的优点是电流收集器的结构和电 流收集器与活性材料的很好粘合使得这种铅酸电池具有良好的抗振动损坏能力。这些力 学特性对于在电动汽车、混合动力电动汽车和插入式混合动力电动汽车中的应用是重要 的。本发明仍然还有一进一步的优点是板栅/电流收集器与活性材料的接触面积相对活 性材料体积的比率被最大化，这使得本发明的电池充电比现今商用铅酸电池快得多。在阅读了所附图及相应的描述后，将更容易地理解本发明的其它目的、特征和优 点ο
图la、图lb、图Ic和图Id是本发明的电流收集器的肆种具体结构的前视图。图Ie和图If是图Id的侧切面图，它们分别表明了终端板极和中间板极的构型。图2a和图2b是本发明电流收集器中终端电极板的不同涂层构型的侧视图。图2c和图2d是本发明电流收集器中中间电极板的不同涂层构型的侧视图。图3a和图3b分别是本发明所描述的带有不同粘合复合材料的正极板的粘合层的 前视图。图4a反映了本发明电池的单极化构型。图4b反映了本发明电池的双极化构型。图5反映了本发明单极化电池在不同充电时间后的放电特性。图6描述了本发明双极化电池在不同充电时间后的放电特性。
具体实施例方式以下根据附图对本发明做出详细的描述图Ia至Id表明了本发明所述铅酸电池 电流收集器的四种具体板栅。正如图中所描绘，作为中间电极板的电流收集器包括了两聚 合物板栅10和夹在两聚合物板栅10之间的金属薄片11。而作为终端电极板的电流收集 器，包括了一聚合物板栅10、一聚合物板12和夹在聚合物板栅10与聚合物板12之间的 金属薄片11。板栅10可以是不同的结构。图la、图lb、图Ic和图Id描绘了四种具体 板栅结构13、14、15和16,它们分别具有园圈、钻石、蜂窝和矩形花样。在图Id里用虚 线包围的面积表示夹在两聚合物板栅10之间的金属薄片11的尺寸。图Ie和图If是图 Id分别作为终端电极板构型17和中间电极板构型18的侧截面图。按照本发明，板栅10支撑活性材料。板栅10由特轻的聚合物制得。许多抗 硫酸腐蚀的聚合物可以被选择作为板栅材料，例如，便宜的聚碳酸酯(polycarbonates)、 丙烯腈丁二烯苯乙烯(acrylonitrile butadiene styrene)、聚乙烯(polyethylene)和聚氯乙烯 (polyvinyl chloride)。金属薄片11被用作传输电流和勻等化电池中的温度。薄片11可以 是任何金属或合金，例如铝和它的合金、铜和它的合金、镍和它的合金、钛和它的合金、 铁和它的合金。然而，铝是较好的选择，因为它比其它金属和合金都要便宜和轻。薄片 11的厚度可以是几个微米至大约几百个微米。对于终端电极板17,金属薄片11可以是非 常薄。但对于中间电极板18，由于要在薄片11的两边都涂上防腐层，因此要求金属薄片 11具有适当的力学强度。金属薄片较合适的厚度大约10微米至200微米左右。
各种各样的聚合物处理技术，例如喷射模塑法、浇注和类似方法，可以用于加 工和制造聚合物-金属电流收集器。处理技术的选择可能依赖于聚合物的类型。这里应 该指出，这些技术是传统的和成本低廉的。板栅的网格尺寸可以被优化，以获得最佳的电池性能。减小板栅网格的尺寸，将 增加板栅网格与活性材料之间界面面积相对活性材料体积的比率，由此增加活性材料的 利用率、缩短充电时间和增强极板的力学性能。然而，减小板栅网格的尺寸将增加电流 收集器重量相对活性材料重量的比率。这可能减小电池的比能量。本发明的多孔活性材 料的厚度可以是大约6毫米，而电池的性能仍佳。因此，板栅的厚度可以是大约几百微米 至大约7毫米。这意味觉中间电极板的厚度可以是大约几百微米至大约14毫米。图2a至图2d表明了电流收集器里在聚合物和金属表面上的涂层22、23和24的 详细情况。金属薄片表面上被涂上抗硫酸腐蚀和导电的复合物24,此复合物由金属硅化物 和粘结剂所组成。金属硅化物可以是钛化硅、铌化硅、钽化硅或者其它金属硅化物。由 于TiSi2具有低电阻(少于18 μ Ω cm)和便宜(大约0.3美元/克)，它是优于其它金属硅 化物。金属硅化物的颗粒尺寸可以从大约几个纳米至几百个微米。各种各样的复合物粘 结剂可以被使用，例如聚合物、环氧树脂、聚合物和环氧树脂的混合物、或者其它合适 的粘合物。粘结剂材料的选择可能由板栅聚合物的类型所决定。金属硅化物复合物的厚 度可以从大约几百个纳米至几百个微米。测试揭示大约一个微米厚的复合物巳足够阻止 硫酸的腐蚀。较合适的复合物厚度大约在20微米至200微米。然而应该了解，金属硅 化物纳米粉未非常昂贵，且加工和制作非常薄的复合物薄膜也很昂贵。粘接层23是为改善金属硅化物与活性材料之间的粘合。对于负电极，粘接层23 是由碳纳米管、铅或铅合金、金属硅化物和粘结剂所组成的复合物。这里，碳纳米管起 着两重作用一是由于在复合物层23中的铅颗粒在电池的放电过程中可能被硫化，碳纳 米管为复合物层24与活性材料之间提供导电通道。二是用于增强复合物层23与活性材 料之间的粘合。实验揭示，在负电极中碳纳米管是稳定的。碳纳米管可以是单壁或多壁碳纳米 管。纳米管的直径可以从大约几个纳米至几百个纳米，而纳米管长度可以从大约几个微 米至几百个微米，甚至更长。由于多壁碳纳米管(大约0.1美元/克)比单壁碳纳米管 (大约60美元/克)要便宜得多，使用多壁碳纳米管比较合适。金属硅化物可以是钛 化硅、铌化硅、钽化硅或者其它金属硅化物。由于TiSi2具有低电阻和相对便宜，它是优 于其它金属硅化物。金属硅化物的颗粒尺寸可以从大约几个纳米至几百个微米。碳纳 米管、铅/铅合金和金属硅化物三分量在复合物中的体积比可以在很大范围内变化；例 如,每一分量可以从大约1%至大于80%。 每一分量较合适的体积比大约是10%至少于 50%。各种各样的复合物粘结剂可以被使用，例如聚合物、环氧树脂、聚合物和环氧树 脂的混合物、或者其它合适的粘合物。复合物23的厚度可以从大约几百个纳米至几百个 微米。粘结剂材料的选择可能由复合物层24的粘结剂材料的类型所决定。聚合物板栅10的表面被涂上防腐和导电层22。涂层22为板栅聚合物表面与活 性材料之间提供了一粘合层。对于负电极，涂层22是由碳纳米管、铅/铅合金和粘结剂 所组成的复合物。碳纳米管可以是单壁或多壁碳纳米管。纳米管的直径可以从大约几个 纳米至几百个纳米，而纳米管长度可以从大约几个微米至几百个微米，甚至更长。由于多壁碳纳米管比单壁碳纳米管要便宜得多，使用多壁碳纳米管较合适。铅或铅合金的颗 粒尺寸可以从大约几个纳米至几百个微米。碳纳米管和铅/铅合金二分量在复合物中的 体积比可以在很大范围内变化；例如，每一分量可以从大约1%至大于90%。每一分量 较合适的体积比大约是10%至少于50%。各种各样的复合物粘结剂可以被使用，例如聚 合物、环氧树脂、聚合物和环氧树脂的混合物、或者其它合适的粘合物。粘结剂材料的 选择可能由板栅聚合物的类型所决定。涂层22的厚度可以从大约几百个纳米至几百个微 米。在这一厚度范围内，越薄越好，因为这减少了板栅的重量和降低了材料的成本。对于正电极，在图2a至图2d中粘合层23是由铅/铅合金、金属硅化物和粘结剂 所组成的复合物。在这复合物中，铅/铅合金用于改善涂层23和活性材料之间的粘合。 金属硅化物30(图3a和3b)与活性材料之间的粘合非常弱。在复合物中，铅/铅合金可 以具有各种各样的形态，例如微板栅31、颗粒32、条、棒、等等。然而，微板栅31是 较合适的。所谓微板栅意味着板栅网格的尺度和边宽度都是在微米量级，可以是大约几 微米至几百微米。图3a和图3b描述了微板栅31和颗粒32构形的详情。参考数33和34分别 表明了微板栅31和颗粒32构形在聚合物板栅16的一个单元内涂层23的顶视图，而参考 数35和36分别表明了微板栅31和颗粒32构形在聚合物板栅16的一个单元内涂层23的 横断面视图。铅/铅合金和金属硅化物二分量在复合物中的体积比可以在很大范围内变 化。铅或铅合金的体积比可以是大约10%至大约90%。大约50%的铅或铅合金体积比 是较合适的选择。金属硅化物可以是钛化硅、铌化硅、钽化硅或者其它金属硅化物。由 于TiSi2具有低电阻和相对便宜，它是优于其它金属硅化物。金属硅化物的颗粒尺寸可以 从大约几个纳米至几百个微米。各种各样的复合物粘结剂可以被使用，例如聚合物、环 氧树脂、聚合物和环氧树脂的混合物、或者其它合适的粘合物。涂层23的厚度可以从大 约几百个纳米至几百个微米。粘结剂材料的选择可能由板栅聚合物的类型所决定。对于正电极，涂层22是由二氧化铅和粘结剂所组成的复合物。众所周知，PbO2 具有优异的导电性，它的电导类似于金属大约是104 Q-1Cm1,且它是抗酸腐蚀的。涂 层22起着导电和粘合活性材料的双重作用。PbO2的颗粒尺寸可以从大约几个纳米至几 百个微米。各种各样的复合物粘结剂可以被使用，例如聚合物、环氧树脂、聚合物和环 氧树脂的混合物、或者其它合适的粘合物。粘结剂材料的选择可能由板栅聚合物的类型 所决定。涂层22的厚度可以从大约几百个纳米至几百个微米。在这一厚度范围内，越 薄越好，因为这减少了板栅的重量和降低了材料的成本。图2a和图2b描述了终端电极不同的涂层构型，图2c和图2d描述了中间电极不 同的涂层构型。图2b和图2d中构型表明了板栅正好处在涂层23上。这样的构型也许 更便于涂层23和24的制得和处理，但可能要消耗较多的复合物材料。这些电流收集器能配置成如图4a所示的单极化电极，或配置成如图4b所示的双 极化电极。当相同的活性材料(负的活性材料45或者正的活性材料46)被涂抹在电流收 集器的两边时，单极化电极被形成。当负的活性材料45被涂抹在一边而另一边则涂抹上 正的活性材料46时,双极化电极被形成。图4a和图4b中的隔板47可以是多孔聚合物材料、吸液玻璃纤维材料和其它合适 的材料。这里应该指出，由于本发明所有极板的外部表面都是聚合物，只要使用聚合物接合剂或热聚合物粘接胶就可装配和密封电池，这使得装配和密封电池简易和低成本。图 4a表明了本发明铅酸电池的单极化构型，而图4b表明了本发明铅酸电池的双极化构型。实施例一
按照图4a所示的单极化构型制做了一个2V的铅酸电池。聚碳酸酯和铝箔被选取用 来制做电流收集器。多孔聚合物被用作为隔板。图5表明了电池在不同的充电时间后的放电特性。电池在21°C度被放电。充 电很快。5分钟能被充至约总容量的48%，而10分钟能充至约总容量的60%。电池在 不到2小时能完全被充满。基于实验数据估算了活性材料的利用率，大约为60%。近似 地计算了电池的比能量，大约为83瓦小时/公斤。循环测试巳进行了三个多月，还在继 续进行。结果显示，在160次循环后，电池性能的变化几乎可以忽略。实施例二
按照图4b所示的双极化构型制做了一个6V的铅酸电池。聚碳酸酯和铝箔被选取用 来制做电流收集器。多孔聚合物被用作为隔板。图6表明了电池在不同的充电时间后的放电特性。电池在21°C度被放电。充 电很快。5分钟能被充至约总容量的51%。电池在不到2小时能完全被充满。基于实 验数据估算了活性材料的利用率，大约为60%。然后，近似地计算了电池的比能量，大 约为83瓦小时/公斤。以上已经运用解说的方式对本发明进行了描述。应该懂得，巳经所使用的术 语，只是基于所描述的词的自然意义，而不是对所描述的内容加以限制。基于以上的描述、解说和教导，对本专利进行许多修改、改进和变更是可能 的。因此，本专利包含了在所附的权利要求范围内所有可能的修改、改进和变更，而不 是只是仅仅这些作为特例所描述的。
权利要求
1.一种铅酸电池电流收集器，其特征在于该收集器包含占多数的聚合物成员；和 夹在聚合物成员之间的金属薄片。
2.根据权利要求1所述的电流收集器，其特征在于该收集器被配置为单极化电极和双 极化电极之一。
3.根据权利要求1所述的电流收集器，其特征在于所述聚合物成员由抗铅酸电池电解 液腐蚀的聚合物所构成。
4.根据权利要求1所述的电流收集器，其特征在于所述金属薄片是铝和它的合金、铜 和它的合金、镍和它的合金、钛和它的合金、铁和它的合金之一。
5.根据权利要求1所述的电流收集器，其特征在于至少所述聚合物成员之一是聚合物 板栅或聚合物薄片。
6.根据权利要求1所述的电流收集器，其特征在于所述金属薄片的表面被涂上导电和 抗电解液腐蚀的复合物。
7.根据权利要求5所述的电流收集器，其特征在于所述聚合物板栅为具有圆圈形、钻 石形、蜂窝形和矩形之一的花样网格。
8.根据权利要求5所述的电流收集器，其特征在于所述聚合物板栅的表面被涂上导电 和抗电解液腐蚀的复合物。
9.根据权利要求8所述的电流收集器，其特征在于对于负电极，所述聚合物板栅上的 复合物由碳纳米管、铅/铅合金、粘结剂所组成；对于正电极，所述聚合物板栅上的复合 物由二氧化铅和粘结剂所组成。
10.根据权利要求6所述的电流收集器，其特征在于所述金属薄片上被涂的复合物由 金属硅化物和粘结剂所组成。
11.根据权利要求6所述的电流收集器，其特征在于所述金属薄片上被涂的复合物上 还涂有第二层复合物，对于负电极，所述第二层复合物由碳纳米管、铅/铅合金、金属 硅化物和粘结剂所组成；对于正电极，所述第二层复合物由铅/铅合金、金属硅化物和粘 结剂所组成的复合物。
12.根据权利要求9或11所述的电流收集器，其特征在于所述碳纳米管是单壁碳纳米 管和多壁碳纳米管之一。
13.根据权利要求10或11所述的电流收集器，其特征在于所述金属硅化物是钛化 硅、铌化硅、钽化硅之一。
14.根据权利要求9、10或11所述的电流收集器，其特征在于所述粘结剂是环氧树 脂、聚合物、聚合物和环氧树脂的混合物、聚合物粘合物之一。
15.根据权利要求3或14所述的电流收集器，其特征在于所述聚合物是聚碳酸酯、丙 烯腈丁二烯苯乙烯、聚乙烯和聚氯乙烯之一。
16.根据权利要求11所述的电流收集器，其特征在于所述铅/铅合金是铅/铅合金微 板栅和铅/铅合金粉末之一。
17.根据权利要求16所述的电流收集器，其特征在于所述微板栅是板栅网格的尺度和 边宽度都是在微米量级的板栅。
18.一种由权利要求1到17之一所述铅酸电池电流收集器形成的铅酸电池。
全文摘要
本发明公开了一种铅酸电池电流收集器及铅酸电池。铅酸电池电流收集器，包含聚合物成员和夹在聚合物成员之间的金属薄片。铅酸电池是由上述铅酸电池电流收集器形成。本发明形成的电池具有低成本、高比能量、长循环寿命的特点，尤其适合汽车适用。
文档编号H01M4/68GK102013492SQ20101053557
公开日2011年4月13日 申请日期2010年11月9日 优先权日2010年5月10日
发明者王小刚 申请人:王小刚