活性纳米碳纤素铝铜网栅真空镀膜电极高能电池制造技术

一种活性纳米碳纤素真空镀膜高分子高能电池,该电池包括电池槽、正极网栅、负极网栅和隔膜；正极网栅、负极网栅和隔膜设置在电池槽内，隔膜设置在正极网栅、负极网栅之间，隔膜与正极网栅和负极网栅之间形成的空间内设置有固化电解液，在电池槽的上端设置有封闭电池的槽盖，在正电极触点和负极电极触点，正电极触点连接正极网栅，负极电极触点连接负极网栅。本发明专利技术可以用大电流充电，可以大大缩短充电时间，比能量高，可以大大降低电池重量，改变极板性状，提高电池功率容量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种纳米碳纤素真空镀膜改变极板性状的大容量高分子蓄电池，具体为活性纳米碳纤素铝铜网栅真空镀膜电极高能电池，属于电化学蓄电池

技术介绍
锂电池做为相对成熟的绿色能源，是目前电动汽车，电动自行车等能源载体的核心部件，受到广大车企和用户们越来越多的青睐和关注。但是锂电池目前仍面临诸多问题。其中最主要的问题是电池的容量和稳定性。在锂电池阳极中常用的为石墨、钴酸锂等。也有用石墨做负极活性物质的。在已有的蓄电池包括锂电池在内的都有许多缺陷和不足。其一是充电时间过长，长达2~8小时，最快也要20分钟，使蓄电池的实际应用受到极大限制。主要原因是极板比表面积小造成的。大电流充电时会造成极板热效应，使电池变形、炸裂而失效。大电流放电导致电压降低，容量也随放电电流的增大而降低。其次，比能量太低，致使其重量太重、太笨，限制了机械运载工具的有效载荷，从而限制了续航里程和能源设备的有效工作时间。第三，锂离子电池的电极主要依靠涂布技术完成制备也受到了越来越多的关注。这些过程主要用到N—甲基咯烷酮（N—methYi—Z—pyrrolidone下文简称NMP）作为溶剂。一般正极使用铝箔作为金属集流体，负极采用铜箔作为金属集流体。但其本身不提供任何容量，是无效质量，还降低了锂电池能量密度20~30%。但对于金属集流体作为电极基体，提供导电的支撑作用。也是锂电池不可缺少的部件。然而这些材料构成的正负极在充放电期间电极的膨胀和收缩，随着充放电无限循环将会发生破碎金属颗粒的这些不利因素，也导致锂电池充放电循环寿命大大缩短。
技术实现思路
>专利技术目的：本专利技术提供一种活性纳米碳纤素铝铜网栅真空镀膜电极高能电池，其目的是解决以往所存在的问题。技术方案：本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种活性纳米碳纤素真空镀膜高分子高能电池,其特征在于：该电池包括电池槽、正极网栅、负极网栅和隔膜；正极网栅、负极网栅和隔膜设置在电池槽内，隔膜设置在正极网栅、负极网栅之间，隔膜与正极网栅和负极网栅之间形成的空间内设置有固化电解液，在电池槽的上端设置有封闭电池的槽盖，在正电极触点和负极电极触点，正电极触点连接正极网栅，负极电极触点连接负极网栅。正极网栅由铝箔打微孔构成或铝箔筛网构成；负极网栅由铜箔打微孔或铜箔筛网构成。在正极网栅和负极网栅的外围均设置有活性纳米碳纤素层。活性纳米碳纤素层的活性纳米碳纤素直径为25~90nm，长度为180~350nm。隔膜上设置有纳米级微孔。正负极网栅与隔膜间具有使其成为大电容的小间距。优点及效果：本专利技术提供一种活性纳米碳纤素铝铜网栅真空镀膜电极高能电池，整个电池元部件都装在电池槽中，电池槽上面有槽盖，起到封闭电池的作用，电池槽内装有正极网栅、负极网栅和隔膜，隔膜的周围有固化电解液，在槽盖上面有正电极触点，与里面的正极网栅相焊接。负极电极触点与里边的负极网栅相焊接。本专利技术可以用大电流充电，可以大大缩短充电时间，比能量高，可以大大降低电池重量，改变极板性状，变革涂布工艺水平，更换正负极涂层材质用纳米级碳纤素，增大比面积，提高电池功率容量。附图说明：图1为本专利技术的结构示意图；图2为正负极网栅结构图；图3为正负极结构图；图4为本专利技术的等效电路图。1、电池槽；2、电池槽盖；3、正极网栅；4、负极网栅；5、隔膜；6、固化电解液；7、正电极触头；8、负电极触头；9、活性纳米碳纤素层；10、网栅孔。具体实施方式：下面结合附图对本专利技术做进一步的说明：本专利技术涉及一种活性纳米碳纤素铝铜网栅真空镀膜电极高能电池,该电池包括电池槽1、正极网栅3、负极网栅4和隔膜5；正极网栅3、负极网栅4和隔膜5设置在电池槽1内，隔膜5设置在正极网栅3、负极网栅4之间，隔膜5与正极网栅3和负极网栅4之间形成的空间内设置有固化电解液6，在电池槽1的上端设置有封闭电池的槽盖2，在正电极触点7和负极电极触点8，正电极触点7连接正极网栅3，负极电极触点8连接负极网栅4。填充在电池槽中的电解液是经固化的电解液没有流动和溢流条件，正负极网栅及其与隔膜间都具有使其成为大电容的小间距，所说隔膜由高绝缘强度的高分子聚丙烯制成，其尺寸与电池槽内尺寸相同。正负极触点结构更能方便快速的电池组之间的安装和拆卸正极网栅3由铝箔打微孔构成或铝箔筛网构成；负极网栅4由铜箔打微孔或铜箔筛网构成。在正极网栅3和负极网栅4的外围均设置有活性纳米碳纤素层9。活性纳米碳纤素膜层是在真空条件下所喷制，膜层经过滚压，厚度均匀，粘结强度高活性纳米碳纤素层9的活性纳米碳纤素直径为25~90nm，长度为180~350nm。隔膜5上设置有微孔。正负极网栅与隔膜间具有使其成为大电容的小间距。为了解决充电时间短和正负极板金属颗粒的破碎问题。将纳米碳纤素、碳纳米线等直径小于500nm的纳米级混合物颗粒置于醇类有机物溶液和水溶液中，混合为均匀的悬浊液侵泡。后用聚丙烯薄膜进行真空过滤或高压压滤，待干燥后从滤膜上取下进行球磨、筛分，用真空镀膜法将其喷镀在正负极网膜上。原极板有收缩膨胀性。而制成网膜，改变了这种不利特性。网膜是铝箔、铜箔制的金属网栅或网筛。将纳米级活性材料颗粒喷镀上后进行滚压，活性材料颗粒连接在一起有很高的强度，就避免了充放电期间由于金属管无限循环造成的膨胀和收缩，使金属颗粒破碎的不利因素，使电池循环寿命大大延长，可延长至10~15年。真空喷涂有定向性，喷涂材料没有散射，节约喷涂材料，对空气环境无污染。为了提高极性的导电性，补偿活性物质的电子导电性，也可以加入导电剂和粘合剂，将纳米碳纤素和网膜栅粘合在一起并进行滚压，在有铝箔或铝带制成引线做为正极引线与槽外的触头焊接。正极制作工艺同负极。所以正极由铝网栅以及真空镀膜法粘合其表面的活性纳米碳纤素构成，负极网栅由铜网栅以及真空镀膜法粘合其表面的活性纳米碳纤素层，即纳米碳层构成。正极与负极之间由一层具有细微小孔的纸状隔膜隔开。此电芯是一种新型电池能源，它不含金属锂，在充放电过程中，只有碳离子在正负极之间往来运动，碳离子电芯的能量容量密度可达到300wh/L，重量容积密度可以达到125wh/L。在充放电进行中，碳离子在正负极之间嵌入和脱出，往返穿梭电芯内部而没有金属锂的存在，因此碳离子电芯更加安全与稳定。如图2所示为正负极网栅结构图，分别为由铝箔、铜箔上打有微孔，或由铝箔、铜箔筛网替代。如图3所示，在网栅两面用真空喷制滚压，粘合其表面的活性纳米碳纤素层9，在网栅3的顶端引出的电极与槽盖2上面的电极触头7焊接成一个整体，构成电池正极。负极结构同正极。活性碳纤素层直径为20~90nm，长度为180~350nm.在电池槽1中每组正负极网栅及其隔膜5间都有一个小间距，小间距间形成一个大电容。如图4所示，活性纳米碳纤素电极真空镀膜高分子高能蓄电池等效于一个大电池E和一个大电容C并联，其总能量P=E+W为两个元件功率之和。本专利技术可以采用大电流充电，大大缩短充电时间，重量大大降低，使用寿命长，体积大大减少，比能量可达300本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种活性纳米碳纤素真空镀膜高分子高能电池,其特征在于：该电池包括电池槽（1）、正极网栅（3）、负极网栅（4）和隔膜（5）；正极网栅（3）、负极网栅（4）和隔膜（5）设置在电池槽（1）内，隔膜（5）设置在正极网栅（3）、负极网栅（4）之间，隔膜（5）与正极网栅（3）和负极网栅（4）之间形成的空间内设置有固化电解液（6），在电池槽（1）的上端设置有封闭电池的槽盖（2），在正电极触点（7）和负极电极触点（8），正电极触点（7）连接正极网栅（3），负极电极触点（8）连接负极网栅（4）。

【技术特征摘要】
1.一种活性纳米碳纤素真空镀膜高分子高能电池,其特征在于：该电池包括电池槽（1）、正极网栅（3）、负极网栅（4）和隔膜（5）；正极网栅（3）、负极网栅（4）和隔膜（5）设置在电池槽（1）内，隔膜（5）设置在正极网栅（3）、负极网栅（4）之间，隔膜（5）与正极网栅（3）和负极网栅（4）之间形成的空间内设置有固化电解液（6），在电池槽（1）的上端设置有封闭电池的槽盖（2），在正电极触点（7）和负极电极触点（8），正电极触点（7）连接正极网栅（3），负极电极触点（8）连接负极网栅（4）。
2.根据权利要求1所述的活性纳米碳纤素真空镀膜高分子高能电池,其特征在于：正极网栅（3）由铝箔打微孔构成或铝箔筛网构成；负...

【专利技术属性】
技术研发人员：李连博，刘洪立，
申请(专利权)人：李连博，刘洪立，
类型：发明
国别省市：辽宁;21