一种单袋式高功率大容量铁镍电池制造技术

本实用新型专利技术公开了一种单袋式高功率大容量铁镍电池，包括位于电池外壳内的电池极组和电解液、设置在电池外壳上且与电池极组相连的极柱，所述电池极组包括袋式镍正极极板、拉浆式铁负极极板、绝缘隔膜和气体阻挡隔膜，所述绝缘隔膜和气体阻挡隔膜均设置在袋式镍正极极板、拉浆式铁负极极板之间，其体积比能量高、内阻低、放电功率大且低温放电能力强。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及储能电源
，具体地，涉及一种单袋式高功率大容量铁镍电池。
技术介绍
大型储能电源需要配置的电池组容量大、功率高、寿命长、成本低、环保。由于太阳能和风能发电受日照强弱、风力大小影响，电力品质极不稳定，不能够直接供工业使用。因此需要一种储能技术进行调峰稳压。风光离网发电及低谷电力更需要储能装备。蓄电池是一种常用的储电技术，包括铅蓄电池、钠硫电池、液流电池及锂离子电池等。铁镍电池与铅蓄电池相比，比能量、寿命、环保性等好；与钠硫电池比，安全性好、成本及工作温度低；与液流电池比，比能量及比功率高、成本低；与锂离子电池比，成本、寿命、安全性及环保性好。因此，铁镍电池是一种很好的储能电池。现有的铁镍电池是一种双袋式电池，包括袋式镍正极、袋式铁负极和设置在袋式镍正极、袋式铁负极之间的绝缘材料。正负极均为袋式极板工艺及结构，绝缘材料采用塑料网板或塑料棍作正负极板间绝缘，因此体积比能量较低，内阻较高，放电倍率较低，只能低倍率放电，低温放电能力弱，不满足纯大型储能电源的需求。
技术实现思路
本技术为了解决上述技术问题提供一种单袋式高功率大容量铁镍电池，其体积比能量高、内阻低、放电功率大且低温放电能力强。本技术解决上述问题所采用的技术方案是：一种单袋式高功率大容量铁镍电池，包括位于电池外壳内的电池极组和电解液、设置在电池外壳上且与电池极组相连的极柱，所述电池极组包括袋式镍正极极板、拉浆式铁负极极板、绝缘隔膜和气体阻挡隔膜，所述绝缘隔膜和气体阻挡隔膜均设置在袋式镍正极极板、拉浆式铁负极极板之间。本技术的技术方案在现有技术的基础上做了改进，镍正极极板沿用现有镍镉袋式电池中应用已很成熟的袋式镍正极极板，以约束袋式机械掉粉的技术，特别是在方形电池中极板受约束小的情况下，以解决电池循环寿命需要较长的问题，可以根据电池尺寸需要加工成所需尺寸；负极采用拉浆式铁负极极板，其电极体积比容量高，极板较薄，可以有效提高电池体积比能量，以解决全袋式铁镍电池比能量低及功率特性差的问题；利用绝缘隔膜实现袋式镍正极极板和拉浆式铁负极极板之间绝缘隔离且利用气体阻挡隔膜对电池中气体的流通，阻挡了电池中氢氧复合减少热量产生，降低了电池内部的热量，有助于制备大容量电池，且提高电池放电功率及低温放电能力。作为优选，为了进一步的改善负极的导电及电催化性能，改善电池的功率性能，所述拉浆式铁负极极板为活性材料原位形成纳米铜的拉浆式铁负极极板。作为优选，所述绝缘隔膜和气体阻挡隔膜均包在拉浆式铁负极极板上。进一步的，为了使电池在使用过程中正负极区域分隔而不短路，提高电池的使用性能，所述拉浆式铁负极极板两面均设置有绝缘隔膜，且且绝缘隔膜将拉浆式铁负极极板的两侧边和底边密封。作为优选，为了进一步的提高电池的体积比和大电流放电能力，所述气体阻挡隔膜为聚丙烯接枝薄膜。作为优选，所述绝缘隔膜为无纺布接枝薄膜或磺化聚丙烯无纺布隔膜。作为优选，所述电解液为氧化钾电解液。富液式电解液中的游离电液使电池内阻低，各种性能更能充分发挥，安全性得到提高，可满足纯大型储能电源要求。作为优选，为了增强电池使用的安全性，所述电池外壳上设置有排气阀。综上，本技术的有益效果是：本技术的技术方案正极极板采用袋式镍正极极板，负极极板采用拉浆式铁负极极板，并用绝缘隔膜和气体阻挡隔膜对正极极板和负极极板进行隔绝，可有效的提高体积比能量高、降低内阻、增大放电功率且增强低温放电能力。附图说明图1是本技术的结构示意图。图2是在4500mA/gFe的大电流放电情况负极含铜与不含铜的电池放电容量情况。图3是在233K的低温条件负极含铜与不含铜的电池放电容量情况。附图中标记及相应的零部件名称：1、电池外壳；2、盖；3、拉浆式铁负极极板；4、气体阻挡隔膜；5、绝缘隔膜；6、袋式镍正极极板；7、极柱；8、螺母；9、排气阀。具体实施方式下面结合实施例及附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。实施例1：如图1所示的一种单袋式高功率大容量铁镍电池，包括位于电池外壳1内的电池极组和电解液、设置在电池外壳1上且与电池极组相连的极柱7，所述电池极组包括袋式镍正极极板6、拉浆式铁负极极板3、绝缘隔膜5和气体阻挡隔膜4，所述绝缘隔膜5和气体阻挡隔膜4均设置在袋式镍正极极板6、拉浆式铁负极极板3之间。拉浆式铁负极极板是将负极活性物质粉末如铁粉、四氧化三铁、三氧化二铁和添加剂、粘接剂，按一定比例混合均匀调制成浆料。浆料均匀涂覆在镀镍冲孔钢带两面，烘干、辗压、分切成型。现有的袋式铁负极，极板较厚，体积比能量较低且工艺较为复杂。相比于现有的袋式铁负极，拉浆式铁负极极板的电极体积比容量高，极板较薄，可以有效提高电池体积比能量。现有的正极极板和负极极板之间采用塑料网板或塑料棍作为绝缘材料，其厚度约1.0~2.5mm，正负极之间通过电液传递离子，使电池体积比能量及大电流放电性能受到影响。绝缘隔膜5采用无纺布接枝薄膜或磺化聚丙烯无纺布隔膜，其厚度较薄，即起到绝缘作用，也缩小了正负极板间距，大大提高电池体积比能量，降低电池内阻，提高电池放电倍率及低温放电能力。气体阻挡隔膜4可采用聚丙烯接枝薄膜。聚丙烯接枝薄膜可阻隔气体，但离子可以通过。采用聚丙烯接枝薄膜作为气体阻挡隔膜，不仅可以阻挡了电池中氢氧复合减少热量产生，降低了电池内部的热量，有助于制备大容量电池，且对离子无阻隔作用，对放电能力没有影响。电解液为氧化钾电解液。为了电池使用的安全性，在电池外壳1上设置排气阀9。为了增强电池使用的可靠性，在上述实施例的基础上公开一种绝缘隔膜5和气体阻挡隔膜4的设置方式，即绝缘隔膜5和气体阻挡隔膜4均包在拉浆式铁负极极板3上。拉浆式铁负极极板3两面均设置有绝缘隔膜5，且拉浆式铁负极极板3两面的绝缘隔膜5通过热压方式熔接在一起。拉浆式铁负极极板两面的绝缘隔膜通过热压热熔接在一起，使得负极极板两侧边和底边密封，保证电池使用中正负极区域分隔而不短路，提高电池使用的可靠性和安全性。为了进一步的提高改善导电及电催化性能，改善电池的功率性能，拉浆式铁负极极板3采用活性材料原位形成纳米铜的拉浆式铁负极极板。含铜的拉浆式铁负极极板3通过共沉淀技术制备。如图2和图3所示的，实验中蓄电池其余结构相同，仅负极极板结构不同的情况下的实验情况。图2中实验在4500mA/gFe的大电流放电情况下进行，通过化成技术纳米铜原位组装成的拉浆式铁负极极板，与不含铜的负极极板相比，含纳米铜的拉浆式铁负极极板可以放出小电流（50mA/gFe）放电容量的53%，而不含铜负极只能放出10%。图3中，在233K的低温条件下进行，含纳米铜的拉浆式铁负极极板可以放出小电流（50mA/gFe）常温放电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种单袋式高功率大容量铁镍电池，包括位于电池外壳（1）内的电池极组和电解液、设置在电池外壳（1）上且与电池极组相连的极柱（7），其特征在于：所述电池极组包括袋式镍正极极板（6）、拉浆式铁负极极板（3）、绝缘隔膜（5）和气体阻挡隔膜（4），所述绝缘隔膜（5）和气体阻挡隔膜（4）均设置在袋式镍正极极板（6）、拉浆式铁负极极板（3）之间。

【技术特征摘要】
1.一种单袋式高功率大容量铁镍电池，包括位于电池外壳（1）内的电池极组和电解液、设置在电池外壳（1）上且与电池极组相连的极柱（7），其特征在于：所述电池极组包括袋式镍正极极板（6）、拉浆式铁负极极板（3）、绝缘隔膜（5）和气体阻挡隔膜（4），所述绝缘隔膜（5）和气体阻挡隔膜（4）均设置在袋式镍正极极板（6）、拉浆式铁负极极板（3）之间。
2.根据权利要求1所述的一种单袋式高功率大容量铁镍电池，其特征在于：所述拉浆式铁负极极板（3）为活性材料原位形成纳米铜的拉浆式铁负极极板。
3.根据权利要求1所述的一种单袋式高功率大容量铁镍电池，其特征在于：所述绝缘隔膜（5）和气体阻挡隔膜（4）均包在拉浆式铁负极极板（3）上。
4.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈云贵，朱丁，林曦，
申请(专利权)人：四川宝生实业发展有限公司，
类型：新型
国别省市：四川;51