一种高效能电池制造技术

本实用新型专利技术公开了提供了一种高效能电池，包括电池壳、电解质以及安装在所述电池壳内的极板组，所述极板组包括多个复合极板和多个隔离板，多个所述复合极板呈层叠的方式设置，相邻的所述复合极板间隔设有对所述隔离板；相邻的所述复合极板之间形成的空隙为电解液槽，所述电解质填充在所述电解液槽中，所述电解质为由体积浓度为0.1~2mol/L的气相二氧化硅与甲基磺酸铅溶液混合成凝胶状的混合物，其混合质量比在1～12：100范围。提供了一种结构简单合理，比功率和比能量高，充电速度快，循环使用寿命长，低温特性好的电池。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电池
，更具体是涉及一种高效能电池。
技术介绍
能源是国民经济可持续发展和国家安全的重要基础，随着社会和经济的发展，对能源需求日益增加，化石能源的大量消耗所造成的环境压力日益突出。因此，节约化石能源，提高化石能源利用效率，实现节能减排以及大规模利用可再生能源，实现能源多样化成为世界各国能源安全和经济可持续发展的重要战略。各国政府纷纷提出可再生能源在能源消费中占比需持续提高。风能、电能等可再生能源易受环境、地域、时间、季节等因素的影响，具有不稳定、不连续的特点，该负面特点不仅加重了电网系统调峰的难度，还会对电压、频率等电网质量造成严重影响。大规模高效储能技术是解决可再生能源发电不稳定特性的重要途径，推进太阳能、风能等可再生资源发电技术的普及应用，尤其提高对可再生能源发电的兼容和蓄电池的利用效率是实现我国节能减排的重要途径。因为研究开发高储能、高效能的电池既符合我国能源发展的基本战略，又可发挥规模化蓄电优势，对于实现节能、降耗、减排，具有极其重要而深远的意义。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种高效能电池，提供了一种结构简单合理，比功率和比能量高，充电速度快，循环使用寿命长，低温特性好的电池。为实现上述目的，本技术提供了一种高效能电池，包括电池壳、电解质以及安装在所述电池壳内的极板组，所述极板组包括多个复合极板和多个隔离板，多个所述复合极板呈层叠的方式设置，相邻的所述复合极板间隔设有对所述隔离板；相邻的所述复合极板之间形成的空隙为电解液槽，所述电解质填充在所述电解液槽中。优选地，上述技术方案中，所述电解质为由体积浓度为0.1~2mol/L的气相二氧化硅与甲基磺酸铅溶液混合成凝胶状的混合物，其混合质量比在1～12：100范围。优选地，上述技术方案中，所述复合极板为由外表面为亚氧化钛涂层的正极板、材料为石墨、活性炭或紧密泡沫镍的负极板以及导电层粘接而成的一个整体；其中，电池的一端配置有一个正极板与一个导电层，另一端配置一个负极板与一个导电层。优选地，上述技术方案中，还包括导电铜箔、正极输出端子以及负极输出端子，其中，所述导电铜箔通过热压与电池的两端的导电层连接，所述正极输出端子和所述负极输出端子均通过焊接与所述导电铜箔连接。与现有技术相比，本技术具有如下有益效果：本技术选用甲基磺酸铅饱和溶液混合二氧化硅作为凝胶状电解质，极板为复合双极板，优选亚氧化钛作为电池复合电极正极板，具有较高的导电性减少充放电循环带来的电容衰减。而电池可以根据容量的需要由1个或多个极板组组成，结构简单合理，比功率和比能量高，充电速度快，循环使用寿命长，低温特性、是一种同时集超级电容器和电池双重特性的双功能储能电池。附图说明图1为本技术高效能电池的结构示意图。图2为本技术高效能电池的剖面图。图3为本技术高效能电池的复合极板结构示意图。附图标记说明：1-电池壳，2-电解质，3-隔离板，4-导电铜箔，5-正极输出端子，6-负极输出端子，7-复合极板，7-1正极板，7-2负极板，7-3导电层，8-电解液槽，9-定位槽，10-注液口。具体实施方式下面结合附图，对本技术的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本技术的保护范围并不受具体实施方式的限制。本技术的原理：本技术实施例的电解质为凝胶状甲基磺酸铅饱和溶液。甲基磺酸铅的溶解度和电解液的导电性是决定电池性能最关键的两个因素，很大程度上取决于电解液成分的选择。铅离子的浓度高时，电池可存储的能量更多。但是，当铅离子浓度过高时，电解液粘度增大，溶液的导电性会大幅下降。因此，铅离子浓也度是影响电池充放电性能的关键因素之一。但是甲基磺酸的浓度越高，电解液的导电性越好。通过绘制出铅的溶解度与甲基磺酸的浓度关系的实验发现，铅的溶解度最大可达到2mol/L，这时酸的浓度是1mol/L，当酸的浓度再增加时，甲基磺酸铅的溶解度会减少，到5mol/L时甲基磺酸铅的溶解度已经很小了。在充电过程每消耗1mol的Pb2+，就会生成2mol的H+，所以，在充电过程中，铅离子的浓度下降，H+的浓度以两倍的速度增加。为了保证在充电的过程中，金属铅不从酸中析出，开始时酸的浓度也不应太大。实际使用中，在充电的后期，当酸的浓度很1大时，就会在正负极上有氧气和氢气析出，大大降低了电池的充电效率。因此为了使电池获得好的性能，选择未放电的甲基磺酸铅浓度为0.1~2mol/L与气相二氧化硅的混合铅酸溶液作为电池的电解质溶液。凝胶状甲基磺酸铅溶液经充充分搅拌后，形成凝胶状甲基磺酸铅电解液。在这种凝胶状甲基磺酸铅电解液电池的结构下，正极板上析出的氧气通过凝胶中的细小裂缝扩散到负极板再化合，达到抑氢灭氧的目的，反应的化学式为：如图1所示，根据本技术优选实施方式的一种高效能电池，包括：电池壳1、电解质2、隔离板3、导电铜箔4、正极输出端子5、负极输出端子6、复合极板7、电解液槽8、定位槽9、注液口10，其中，如图3所示，复合极板7包括正极板7-1、负极板7-2、导电层7-3。参看图1，电池壳1包括电池盖，在本实施例中，电池壳1的材质为PP、ABS，而电池盖用树脂密封，在电池壳1内安装极板组和隔离板3，在电池壳1的底部上设置有定位槽9。再参看图1，安装在电池壳1内的极板组包括多个复合极板7和多个隔离板3，多个复合极板7呈层叠的方式设置，相邻的复合极板7间隔设有1对隔离板3；相邻的复合极板7之间形成的空隙为电解液槽8，电解质2填充在电解液槽8中。更具体的是，本实施例中电池的极板组由6个复合极板7层叠而成，而复合极板7为由外表面优选为亚氧化钛涂层的正电极7-1、材料为材料为石墨、活性炭或紧密泡沫镍的负极板7-2以及导电层7-3粘接而成的一个整体，负极板7-2的材料优选石墨。其中，电池的一端配置有一个正极板7-1与一个导电层7-3，另一端配置一个负极板7-2与一个导电层7-3，以便将电能从正极输出端子5和负极输出端子6输出。导电铜箔4通过热压与被配置在电池两端的导电层7-3连接，正极输出端子5和负极输出端子6均通过焊接与导电铜箔4连接，其中在导电铜箔4为一种集流材料，优选铜质、铅。在本技术的实施例中复合极板7正极板7-1优先选用亚氧化钛材料；亚氧化钛电极与电解液接触面呈波浪状，目的是增加正极板7-1表面积及吸附力，防止放电后未完全反应的二氧化铅结晶脱落（因为随着电池充放电循环次数的增加，正极板7-1放电后未完全反应的二氧化铅会逐渐增多，当增厚到一定程度后，二氧化铅结晶就会脱落）。复合极板7的正极板7-1电反应式为：复合极板7的负极板7-2材料优选石墨，在负极上Pb2+/Pb电对的反应速度较快，且没有明显的过电势，所以铅的沉积和溶解能够较快的进行。而且由于氢在铅上有较高的超电势，所以在反应的电势范围内没有氢气析出，充电过程的库伦效率接近于1。但到充电后期，随着Pb2+浓度逐渐减少，H+浓度迅速增加，这样就会导致负极上有氢气析出；但在充电后期，正极板7-1同样会有氧气析出，析出的氧气通过二氧化硅细小裂缝扩散到负极板7-2表面，同负极板7-2析出的氢气进行再化合，达到抑氢灭氧的目的，最终减缓了容量的衰减，延长了电池寿命。在相邻复合极板7之间配置1对隔离板3，更具体的是复本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高效能电池，包括电池壳（1）、电解质（2）以及安装在所述电池壳（1）内的极板组，其特征在于，所述极板组包括多个复合极板（7）和多个隔离板（3），多个所述复合极板（7）呈层叠的方式设置，相邻的所述复合极板（7）间隔设有1对所述隔离板（3）；相邻的所述复合极板（7）之间形成的空隙为电解液槽（8），所述电解质（2）填充在所述电解液槽（8）中。

【技术特征摘要】
1.一种高效能电池，包括电池壳（1）、电解质（2）以及安装在所述电池壳（1）内的极板组，其特征在于，所述极板组包括多个复合极板（7）和多个隔离板（3），多个所述复合极板（7）呈层叠的方式设置，相邻的所述复合极板（7）间隔设有1对所述隔离板（3）；相邻的所述复合极板（7）之间形成的空隙为电解液槽（8），所述电解质（2）填充在所述电解液槽（8）中。2.根据权利要求1所述的高效能电池，其特征在于，所述电解质（2）为由体积浓度为0.1~2mol/L的气相二氧化硅与甲基磺酸铅溶液混合成凝胶状的混合物，其混合质量比在1～12：100范围。3.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄伟国，徐志宁，周邦红，付宗顺，
申请(专利权)人：广西鑫锋新能源科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广西;45