用于制作碳纤维电池板栅的碳纤维毡处理方法技术

本发明专利技术公开了一种用于制作碳纤维电池板栅的碳纤维处理方法，该方法按下列工序实现处理：首先在220～240℃条件下作预氧化处理，然后在1500～1600℃条件下碳化处理，最后在制作板栅前1～3天内进行表面化学镀处理，所述碳纤维毡材质为聚丙烯腈基，采用针刺制毡工艺生产。碳纤维毡表面化学镀包括浸泡、凉干、烘干、烘烤和冷却处理。应用本发明专利技术制作的碳纤维电池，动态充电接收电流值比标准值高出约15%，静态充电接收电流值比标准值高100%。另外，板栅中应用本发明专利技术处理的碳纤维毡，在碳纤维表面粘结的活性物质相对牢固，一方面减少开裂、脱落量，另一方面也显著减缓活性物质被硫酸盐化速度，其结果显著提高配套蓄电池的使用寿命。 1

【技术实现步骤摘要】
用于制作碳纤维电池板栅的碳纤维毡处理方法
本专利技术涉及一种碳纤维毡处理方法，具体地讲，本专利技术涉及一种用于制作碳纤维电池板栅的碳纤维处理方法，该技术方案属于碳纤维电池

技术介绍
碳纤维电池属于一种性价比很高的能源设备，它在移动通信、数据中心，新能源电站等领域得到广泛应用。尽管碳纤维电池制造技术已相当成熟，仍然有部分性能指标不够先进，特别是该类电池单位重量储能偏低，循环使用寿命不够长。由于这些重点性能指标值相对落后，直接影响碳纤维电池在高新
的应用范围。近几年来，本行业针对上述问题展开专题研究，颇有成效的成果是应用碳纤维毡制作碳纤维电池负极板栅，用此种新材质板栅制成的碳纤维电池单位重量储能指标虽然有了一定量的提升，仍然达不到预期。碳纤维毡属于一种新材料制品，其比表面积和表面张力都很大，用它制成的板栅与外涂活性剂结合不够结实，影响蓄电池充电接收能力，不实的结合面易造成活性物质被过早硫酸盐化，此不利因素是影响配套的碳纤维电池循环使用寿命进一步提升的根本问题。
技术实现思路
本专利技术主要针对现有技术的不足，提出一种用于制作碳纤维电池板栅的碳纤维毡处理方法，该方法合理、工序简便，易于工业化生产，最重要的是有效缩小碳纤维毡板栅与活性物质表面张力的差距，有利于增强两者结合力，以期进一步提升配套的碳纤维电池循环使用寿命。本专利技术通过下述技术方案实现技术目标。用于制作碳纤维电池板栅的碳纤维毡处理方法，其改进之处在于：所述碳纤维毡按下列工序实现处理，首先在220～240℃条件下作预氧化处理，然后在1500～1600℃条件下碳化处理，最后在制作板栅前1～3天内进行表面化学镀处理。作为进一步的改进方案，所述碳纤维毡材质为聚丙烯腈基，所用碳纤维直径5～10µm，抗拉强度0.2～0.3MPa，电阻率≤0.1Ω*cm，杂质含量≤0.75%，碳纤维毡采用针刺制毡工艺生产，其成品密度100200g/m2•mm。作为进一步的改进方案，所述毡表面化学镀包括下列工序，碳纤维毡整体浸在溶液中，然后顺序作凉干、烘干、烘烤和冷却处理。作为进一步的改进方案，所述碳纤维毡整体浸在溶液中，该溶液为含有3～10%的硝酸铅水溶液，浸泡时间为2～24h。作为进一步的改进方案，所述碳纤维毡浸泡完毕即捞出，在常温条件下凉干，捞出后再将碳纤维毡送进碳化炉内烘干，烘干温度100～140℃，烘干时间4～24h，接着仍然在同一碳化炉内作烘烤，烘烤时往碳化炉内引入氮气，炉温升至500～600℃后按50～150℃/h速度升温，当炉温升至1500～1600℃时停止加热，但氮气仍然持续供给，直至炉温降至100℃时停止氮气输入。本专利技术与现有技术相比，具有以下积极效果：1、工艺过程简单，实施容易；2、在碳纤维毡上镀铅，铅层位于碳纤维毡与活性物质之间，利用铅的优良附着力改善碳纤维毡与活性物质的结合质量，从而进一步改善配套碳纤维电池充电接收能力，放电后能快速恢复到较高的荷电状态。另一方面因活性物质与碳纤毡结合面密实，活性物质被硫酸盐化的速度明显减缓，使用中不会无故脱落，所以可提高配套碳纤维电池的循环使用寿命10%以上。具体实施方式下面通过实施例来进一步说明本专利技术。本专利技术是一种用于制作碳纤维电池板栅的碳纤维毡处理方法，该方法中应用的碳纤维毡按下列工序实现处理，首先作预氧化处理，预氧化处理温度在220～240℃之间选取，然后在1500～1600℃条件下进行碳化处理，最后在制作板栅前1～3天内进行表面化学镀处理。本实施例所用的碳纤维毡材质为聚丙烯腈基，为了确保达到预期性能要求，对应用的原料碳纤维规格及性能有严格限制。例如，要求碳纤维直径5～10µm，抗拉强度0.2～0.3MPa，电阻率≤0.1Ω*cm，杂质含量≤0.75%，另外，用碳纤维制作碳纤维毡的工艺为针刺制毡工艺，其成品密度100～200g/m2•mm。本专利技术对制成的碳纤维毡还要作表面化学镀，该工序首先将碳纤维毡整体浸在溶液中2～24h，捞出后顺序作凉干、烘干、烘烤和冷却处理。所用溶液为含有3～10%的硝酸铅水溶液，在常温条件下用于碳纤维毡浸泡。浸包完毕即捞出碳纤维毡，在常温条件下自然凉干，然后再将碳纤维毡送进碳化炉内烘干，设定烘干温度100～140℃，烘干时间4～24h。接着仍然在同一碳化炉内作烘烤，烘烤时往碳化炉内引入氮气，当炉温升至500～600℃后按50～150℃/h速度升温，当炉温升至1500～1600℃时停止加热，但氮气仍然持续供给，直至炉温降至100℃时停止氮气输入。下面通过实施例来进一步说明本专利技术，实施例统一为6—QCF—60碳纤维电池的负极板栅配套，本实施例工艺参数在许可范围调整见下表：上述实施例处理的碳纤维毡表面上都沉积了一层组织致密的氧化铅，用此制作的板栅在配套碳纤维电池电化学反应过程中，表面沉积的氧化铅被完全还原成纯铅。纯铅在结构层中起到缩小碳纤维毡与活性物质表面张力差距的作用，有利于加大结合面之间的接触面积。由于板栅中的碳纤维毡与活性物质接触面积显著加大，而且连接更紧密，产生的好处是配套的碳纤维电池充电接收性能改善，放电后也能快速恢复到较高的荷电状态。另外，板栅中应用本专利技术处理的碳纤维毡，在碳纤维表面粘结的活性物质相对牢固，从而一方面减少开裂、脱落量，同时也显著减缓活性物质被硫酸盐化速度，其结果是显著提高配套碳纤维电池的循环使用寿命。应用上述三项实施例制成的板栅分别配装成6—QCF—60碳纤维电池，按CEEIA228—2015行业标准进行性能检测，检测均达到标准规定的指标，其中有部分重要性能好过标准值，重量较现有技术产品轻10%，每kwh电池减重达2kg。应用本专利技术实施例制成的铅酸电池动态充电接收电流值远比标准值高，其中实施例1高出14.2%，实施例2高出15.1%，实施例3高出14.8%。另外，应用本专利技术实施例制的碳纤维电池，静态充电接收电流值均比标准值高，全部超过100%。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于制作碳纤维电池板栅的碳纤维毡处理方法，其特征在于：所述碳纤维毡按

【技术特征摘要】
1.一种用于制作碳纤维电池板栅的碳纤维毡处理方法，其特征在于：所述碳纤维毡按下列工序实现处理，首先在220～240℃条件下作预氧化处理，然后在1500～1600℃条件下碳化处理，最后在制作板栅前1～3天内进行表面化学镀处理。2.根据权利要求1所述的用于制作碳纤维电池板栅的碳纤维毡处理方法，其特征在于：所述碳纤维毡材质为聚丙烯腈基，所用碳纤维直径5～10µm，抗拉强度0.2～0.3MPa，电阻率≤0.1Ω*cm，杂质含量≤0.75%，碳纤维毡采用针刺制毡工艺生产，其成品密度100～200g/m2•mm。3.根据权利要求1所述的用于制作碳纤维电池板栅的碳纤维毡处理方法，其特征在于：所述毡表面化学镀包括下列工序，碳纤维毡整体浸在溶...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆亚山，刘巍，吕雪平，王启龙，杨宝峰，
申请(专利权)人：双登集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32