铅酸蓄电池电极制造制造技术

一种在制造铅酸蓄电池或电池的电极过程中将活性糊料浸渍到纤维材料中的方法，包含将纤维材料移动通过另外含有Pb类糊料的限制涂糊料区域，同时振动并维持在所述糊料上的压力，以将所述糊料连续浸渍到所述纤维材料中。还公开一种糊料浸渍机器，具有纤维材料进料系统，并且其可沿所述纤维材料使用凸耳以将所述纤维材料牵拉通过糊料施用台。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】铅酸蓄电池电极制造
本专利技术涉及铅酸蓄电池电极制造，包括用于给用于制造或构造铅酸蓄电池(具体地但非排它地用于混合动力车辆的汽车蓄电池)的纤维电极涂糊料的改进方法和设备。
技术介绍
可导电(如碳纤维材料)或不导电的纤维材料可用于铅酸蓄电池的电极。我们的国际专利申请公开WO2011/078707和WO2013/133724公开包含作为集电器的具有低纤维间间距和改进的蓄电池性能的导电纤维材料(如碳纤维材料)的Pb-酸蓄电池。在电极制造期间，碳纤维材料可能难以涂上糊料。糊料不可充分渗透通过材料，导致差的蓄电池性能。另外，需要用于高量制造包含纤维电极(不论导电或不导电)的铅酸蓄电池的技术。美国专利5,160,659公开用于将活性材料糊料插入到电极主体中的振动-下渗方法。我们的国际专利申请公开WO2014/046556公开用于通过将导电凸耳材料压力浸渍到纤维材料中形成与微米级导电纤维材料电极元件电连接的方法，并且提供用于电极元件的外部连接的凸耳。在约10毫米/秒)或更大的生产速度下连续(或半连续)将活性糊料浸渍到纤维间间距约100微米或更小的电极纤维材料中可是成问题的。在糊料具有相对高屈服应力的情况下特别如此，必须克服所述屈服应力以将糊料浸渍到纤维材料中。
技术实现思路
本专利技术的至少一些实施例的目的为提供用于制造包含纤维电极的Pb-酸蓄电池(具体地但不一定排它地用于混合动力车辆的Pb-酸蓄电池)的改进或至少替代方案。电极涂糊料方法广义上讲，在一个方面，本专利技术可包含在制造铅酸蓄电池或电池的电极中用于将活性糊料浸渍到纤维材料中的方法，所述方法包含将纤维间间距为至多100微米的纤维材料移动通过糊料施用台的限制涂糊料区域或反之亦然，另外在限制涂糊料区域中含有Pb类粒子糊料，同时振动在限制涂糊料区域中的糊料并且维持在振动的糊料上的压力以将糊料连续浸渍通过移动的纤维材料的主表面并且进入和通过纤维材料。广义上讲，在另一个方面，本专利技术可包含在制造铅酸蓄电池或电池的电极中用于将活性糊料浸渍到纤维材料中的方法，所述方法包含将固体体积分数大于1％的纤维材料移动通过糊料施用台的限制涂糊料区域或反之亦然，另外在限制涂糊料区域中含有Pb类粒子糊料，同时振动在限制涂糊料区域中的糊料并且维持在振动的糊料上的压力以将糊料连续浸渍通过移动的纤维材料的主表面并且进入和通过纤维材料。在一些实施例中，方法包含将糊料连续供应到糊料施用台的限制涂糊料区域，并且通过糊料供应器对振动的糊料施加压力。在一些实施例中，固体体积分数可大于2％或大于3％或大于4％或大于5％。在一些实施例中，方法包含具有在纤维材料和糊料施用台之间的相对移动的方向(加工方向)上的长度和在相对移动的方向上减小的跨相对移动的方向的横截面面积的糊料施用台的限制涂糊料区域。限制涂糊料区域可具有在加工方向上的长度、跨加工方向的宽度和在加工方向上减小的垂直于纤维材料的平面的高度。限制涂糊料区域可具有跨加工方向的入口和跨加工方向的较小狭槽形出口。在一些实施例中，纤维材料的厚度为至少0.5mm，并且其包括以至少0.01米/秒的速度将纤维材料移动经过糊料施用台。在一些实施例中，糊料的屈服应力在约5到约500Pa的范围内并且塑性粘度在约0.1到约5Pas的范围内。通常，方法包括在涂糊料期间允许空气从纤维材料内逸出。在一些实施例中，方法包括在浸渍纤维材料时，压缩纤维材料。方法包括使糊料经受足以克服纤维与糊料的流动阻力、在纤维与糊料上的摩擦流动阻力和糊料表面张力的压力。在一些实施例中，方法包括使糊料经受高于0kPa，优选地至少0.2kPa的表压。在一些实施例中，方法包括使糊料经受至多100kPa的表压。在一些实施例中，方法包括使糊料经受在0.2kPa到100kPa范围内的压力。在一些实施例中，方法包括通过使糊料经受超声振动来振动糊料。在一些实施例中，方法包括使糊料经受频率在5到500kHz范围内和功率为至少250W/kg的Pb粒子糊料的振动。通常，方法包含将连续长度的纤维材料移动经过糊料施用台。‘移动’可包含以基本上稳定速度或分步移动纤维材料。在一些实施例中，方法包含通过被布置成在纤维材料中的至少一个纵向延伸的导电凸耳的两侧上夹紧纤维材料的驱动器，在拉力下牵拉纤维材料经过糊料施用台。在一些实施例中，方法包含在使纤维材料与糊料接触之前，沿纤维材料的长度在纤维材料中形成在加工方向上的拉伸强度比纤维材料高的导电凸耳。在一些实施例中，方法包含在将纤维材料牵拉通过糊料施用台之后，以任何顺序的以下过程中的任何一个或多个：切割已涂糊料的纤维材料以形成多个单独电极元件；干燥已涂糊料的纤维材料；清洁任何凸耳的任何糊料；将已涂糊料的纤维材料刮擦和/或轧制到所需电极厚度和/或所需上糊料厚度；将上糊料添加到已涂糊料的纤维材料；和/或修剪或冲压任何凸耳的任何过量凸耳材料和/或将任何凸耳材料与凸耳切断。在一些实施例中，糊料的屈服应力在约5到约500Pa的范围内并且塑性粘度在约0.1到约5Pas的范围内。在一些实施例中，纤维材料为导电的。在一些实施例中，纤维材料可为不导电的。在一些实施例中，纤维材料包含非织造材料。在一些实施例中，纤维材料包含碳纤维材料。在一些实施例中，纤维材料包含氧化的聚丙烯腈(PAN)织物(OPF)。在一些实施例中，纤维材料包含玻璃纤维。在一些实施例中，纤维材料包含硅纤维材料。糊料还包含流体，如水、酸和/或醇。在一些实施例中，酸为稀硫酸。在一些实施例中，醇为乙醇。在一些实施例中，方法包含在干燥糊料或使糊料干燥之前，从纤维材料的上表面和下表面去除糊料。方法可包含在使纤维材料与糊料接触时，将纤维材料维持在拉力下，优选地拉力小于纤维材料的拉伸强度，例如拉力为至少约20kN/m2或至少约30kN/m2，或最小约40kN/m2或至少约50kN/m2或至少约60kN/m2。拉力可在加工方向上或基本上垂直于加工方向(沿纤维材料的长度)或在两个方向上跨织物的宽度测量。方法可包含以至少约5毫米/秒，或至少约10毫米/秒或至少约15毫米/秒的速度，将纤维材料移动通过糊料电极涂糊料机广义上讲，在另一方面，本专利技术可包含在制造铅酸蓄电池或电池的电极中用于将包含Pb类粒子的活性糊料浸渍到纤维材料中的机器，所述机器包含：包含限制涂糊料区域的糊料施用台，被布置成将纤维材料移动通过限制区域的纤维材料进料系统，振动在限制体积中的糊料的振动器，和被布置成维持在振动的糊料上的压力以将糊料连续浸渍通过移动的纤维材料的主表面并且进入和通过纤维材料的压力供应器。在一些实施例中，糊料施用台的限制体积具有在纤维材料和糊料施用台之间的相对移动的方向(加工方向)上的长度和在相对移动的方向上减小的跨相对移动的方向的横截面面积。在一些实施例中，限制涂糊料区域具有在加工方向上的长度、跨加工方向的宽度和在加工方向上减小的垂直于纤维材料的平面的高度。在一些实施例中，限制涂糊料区域具有跨加工方向的入口和跨加工方向的较小狭槽形出口。在一些实施例中，机器可被布置成在纤维材料的入口处将纤维材料压缩到糊料施用台的限制区域中；在浸渍纤维材料时，压缩纤维材料；和/或在纤维材料的出口处从糊料施用台的限制区域压缩纤维材料。已涂糊料的电极产品广义上讲，本专利技术可包含包括至少一个电极的铅酸蓄电池或电池本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种在制造铅酸蓄电池或电池的电极过程中将活性糊料浸渍到纤维材料中的方法，所述方法包含将纤维间间距至多100微米的纤维材料移动通过糊料施用台的限制区域或反之亦然，另外在限制涂糊料区域中含有Pb类糊料，同时振动在所述限制涂糊料区域中的所述糊料并且维持在振动的糊料上的压力以将所述糊料连续浸渍通过移动的纤维材料的主表面并且进入和通过所述纤维材料。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.12.11 NZ 7150831.一种在制造铅酸蓄电池或电池的电极过程中将活性糊料浸渍到纤维材料中的方法，所述方法包含将纤维间间距至多100微米的纤维材料移动通过糊料施用台的限制区域或反之亦然，另外在限制涂糊料区域中含有Pb类糊料，同时振动在所述限制涂糊料区域中的所述糊料并且维持在振动的糊料上的压力以将所述糊料连续浸渍通过移动的纤维材料的主表面并且进入和通过所述纤维材料。2.一种在制造铅酸蓄电池或电池的电极过程中将活性糊料浸渍到纤维材料中的方法，所述方法包含将固体体积分数大于1％的纤维材料移动通过糊料施用台的限制涂糊料区域或反之亦然，另外在所述限制涂糊料区域中含有Pb类粒子糊料，同时振动在所述限制涂糊料区域中的所述糊料并且维持在振动的糊料上的压力以将所述糊料连续浸渍通过移动的纤维材料的主表面并且进入和通过所述纤维材料。3.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，包括将糊料连续供应到所述糊料施用台的所述限制区域，并且通过糊料供应对所述振动的糊料施加压力。4.根据权利要求1到3中任一项所述的方法，其中所述糊料施用台的所述限制区域具有在所述纤维材料和所述糊料施用台之间的相对移动的方向(加工方向)上的长度和在所述相对移动的方向上减小的跨所述相对移动的方向的横截面面积。5.根据权利要求4所述的方法，其中所述限制涂糊料区域具有在加工方向上的长度、跨所述加工方向的宽度和在所述加工方向上减小的垂直于所述纤维材料的平面的高度。6.根据权利要求1到5中任一项所述的方法，其中所述限制涂糊料区域具有跨所述加工方向的入口和跨所述加工方向的较小狭槽形出口。7.根据权利要求1到6中任一项所述的方法，其中所述限制涂糊料区域至少部分通过振动器限定，所述振动器振动在所述限制涂糊料区域中的所述糊料。8.根据权利要求1到7中任一项所述的方法，包括在涂糊料期间允许空气从所述纤维材料内逸出。9.根据权利要求1到8中任一项所述的方法，包括在所述纤维材料的入口处将所述纤维材料压缩到所述糊料施用台的所述限制区域中。10.根据权利要求1到9中任一项所述的方法，包括在浸渍所述纤维材料时，压缩所述纤维材料。11.根据权利要求1到10中任一项所述的方法，包括在所述纤维材料的出口处从所述糊料施用台的所述限制区域压缩所述纤维材料。12.根据权利要求1到11中任一项所述的方法，包括将所述糊料供应到在振动器和所述纤维材料之间的所述限制涂糊料区域。13.根据权利要求1到12中任一项所述的方法，其中所述纤维材料包含用于沿至少一个边缘外部电连接的金属凸耳。14.根据权利要求1到13中任一项所述的方法，包含通过被布置成在所述纤维材料中的至少一个纵向延伸的导电凸耳的两侧上夹紧所述纤维材料的驱动器，在拉力下将所述纤维材料牵拉通过所述糊料施用台。15.根据权利要求1到14中任一项所述的方法，包含在糊料施用台之前，沿所述纤维材料的长度在所述纤维材料中形成在所述加工方向上的拉伸强度比所述纤维材料高的导电凸耳。16.根据权利要求1到15中任一项所述的方法，包含在将所述纤维材料牵拉通过所述糊料施用台之后，切割已涂糊料的纤维材料以形成多个单独电极元件，干燥所述已涂糊料的纤维材料；清洁掉任何导电凸耳的任何糊料；以及修剪或冲压任何凸耳的任何过量凸耳材料和/或从所述凸耳切掉任何凸耳材料。17.根据权利要求1到16中任一项所述的方法，还包括通过使所述糊料经受超声振动来振动所述糊料。18.根据权利要求1到17中任一项所述的方法，其中所述糊料的屈服应力在约5Pa到约500Pa的范围内和/或塑性粘度在约0.1Pas到约5Pas的范围内。19.根据权利要求1到18中任一项所述的方法，其中所述糊料主要包含Pb和PbO粒子。20.一种在制造铅酸蓄电池或电池的电极过程中将活性Pb类粒子糊料浸渍到纤维材料中的机器，所述机器包含：包含限制区域的糊料施用台，被布置成将所述纤维材料移动通过所述限制区域的纤维材料进料系统，振动在所述限制区域中的所述糊料的振动器，以及被布置成维持在振动的糊料上的压力以将所述糊料连续浸渍通过移动的纤维材料的主表面并且进入和通过所述纤维材料的压力供应器。21.根据权利要求20所述的机器，其中所述糊料施用台的所述限制区域具有在所述纤维材料和所述糊料施用台之间的相对移动的方向(加工方向)上的长度和在所述相对移动的方向上减小的跨所述相对移动的方向的横截面面积。22.根据权利要求21所述的机器，其中所述限制涂糊料区域具有在加工方向上的长度、跨所述加工方向的宽度和在所述加工方向上减小的垂直于所述纤维材料的平面的高度。23.根据权利要求20到22中任一项所述的机器，其中所述限制涂糊料区域具有跨所述加工方向的入口和跨所述加工方向的较小狭槽形出口。24.根据权利要求20到23中任一项所述的机...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·巴拉哈姆森，S·克里斯蒂，E·S·赫弗尔，H·奥特，A·帕维特，G·I·泰特曼，Y·S·王，
申请(专利权)人：阿克爱科蒂夫有限公司，
类型：发明
国别省市：新西兰,NZ