碳纤维复合材料蓄电池的组装方法技术

本发明专利技术公开了一种碳纤维复合材料蓄电池的组装方法，包括连接件的制备和连接件的连接，所述连接件由碳纤维复合材料制备而成；所述连接件的连接采用超声波焊接进行连接。本发明专利技术的组装方法克服了传统铅酸蓄电池的缺陷，采用碳纤维复合材料取代铅做成极耳、接线柱、汇流排/跨桥，减少用铅量；连接件的连接采用超声波焊接工艺代替乙炔、氧气的气体烧焊工艺，降低焊接过程对环境污染，改善工作环境，保护工人身体健康。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及蓄电池材料领域，特别是涉及一种。
技术介绍
铅酸蓄电池应用的，至今已有150年历史。虽然铅酸蓄电池有污染大，体积大，重量大，充电慢的缺点；但对于其它类型蓄电池来讲，也有成本低，安全、容量大的优点。因此， 铅酸蓄电池仍然在各行各业广泛应用。目前市面大量使用的传统铅酸蓄电池工艺流程是用铅制铸造板栅；经过涂膏，做成极板；把正极板和负极板用AGM或PE等绝缘材料进行包板；按正负相间组片，装入每个电池格中；再经焊接、密封、接线柱焊接、二次密封、气密检测、短路检测、灌酸、充电、清洁、 打码、包装等等工序，最后出厂。传统铅酸蓄电池每个电池格的电压是2V，在组片、焊接步骤中，为了增大电压，通常根据电池需要电压，把若干个2V电池格串联。为了增大容量(电流)，通常根据电池需要容量把若干个2V电池格内的正、负极板分别并联。无论是要增大电压，或要增大容量(电流)， 通常根据电池需要电压、容量(电流)，都要把需要连接地方先浇注好接线柱、汇流排/跨桥， 然后使用乙炔、氧气、空气压缩机进行烧焊。在焊接步骤中，端板至接线柱也是使用乙炔、氧气、空气压缩机进行烧焊。接线柱、汇流排/跨桥的制作工序中，需先把铅融化，倒入模具来铸造部件，会产生了大量的铅蒸汽；在烧焊时，也会产生大量的铅蒸汽；并且在烧焊时产生高温，带来安全隐患。传统铅酸蓄电池组装工艺流程见图1。铅蒸汽对人体健康带来极大损害。2010年我国发生了多起大人、小孩铅中毒恶性事件，引起全社会高度关注， 强烈要求整顿蓄电池行业。针对铅酸电池对环境造成的严重污染，危害人民身体健康；为贯彻落实国务院《关于加强重金属污染防治工作的指导意见》(国办发〔2009〕61号)，推动电池行业重金属污染的综合预防，整顿蓄电池行业；国家工信部在 2010年11月26日发布了《电池行业重金属污染综合预防方案》意见征集，提出铅酸蓄电池的发展方向。传统铅酸蓄电池的板栅、连接件均用铅量制造，重量重，污染大，限制了蓄电池行业的发展。传统铅酸电池工艺流程请见附图1，其中铅条切粒、热铸板栅、汇流排气体焊接、 跨桥气体焊接、端子气体焊接、灌硫酸电解液等工序是传统铅酸电池污染最大的工序。
技术实现思路
基于此，本专利技术的目的是提供一种。具体的技术方案如下一种，包括连接件的制备和连接件的连接，所述连接件由碳纤维复合材料制备而成；所述连接件的连接采用超声波焊接进行连接。 在其中一些实施例中，所述碳纤维复合材料由重量百分比为45_55wt% 15-25wt% 25-35wt%的塑料PP :活性聚合物碳纤维混合而得。在其中一些实施例中，所述碳纤维复合材料由重量百分比为45wt% :22wt% : 33wt%的塑料PP :活性聚合物碳纤维混合而得。在其中一些实施例中，所述活性聚合物为聚苯胺。活性聚合物聚苯胺是具有共轭π键的聚合物经化学和电化学“掺杂”后形成的， 通过“掺杂”使其电导率从绝缘体范围转入导体范围。它与普通树脂PP制成共混“导电塑料合金”。它具有导电性在大范围内可调、力学性能好、易加工成型、耐酸等特点。添加碳纤维后，导电性能进一步提高，常温下电导率达到105/Ω ·Π1。在其中一些实施例中，所述连接件包括极耳、接线柱、汇流排、跨桥。在其中一些实施例中，所述连接件的电导率≥103/Ω · m0本专利技术的目的是针对铅酸蓄电池焊接工艺流程的缺陷，对铅酸电池连接方式进行全面创新。根据我们碳纤维复合材料板栅的材料结构，提出了用碳纤维复合材料板栅的材料取代铅做成连接件(接线柱、汇流排/跨桥);连接件之间的连接用超声波焊接工艺取代用乙炔、氧气的气体烧焊工艺。用碳纤维复合材料制备得到的碳纤维复合极耳、接线柱、汇流排/跨桥的电导率≥IO3/Ω ·πι，与铅的电导率相近，可作为极间连接用。本专利技术继承了传统铅酸蓄电池的优点，克服了传统铅酸蓄电池的缺陷。用碳纤维复合材料板栅的材料取代铅做成的接线柱、汇流排/跨桥，减少用铅量，去除焊接过程对环境污染；降低工人的劳动强度，改善工作环境，保护工人身体健康。碳纤维复合材料胶体蓄电池组装工艺流程见图2，其中碳纤维复合材料造粒、注塑板栅、汇流排超声波焊接、跨桥超声波焊接、端子超声波焊接、灌胶体电解液等步骤是对传统铅酸电池相应工序的改进。碳纤维复合材料做成的接线柱、汇流排/跨桥的连接件、极耳(碳纤维复合材料板栅带有)都是用碳纤维复合材料制作，是同质材料，因此可用超声波焊接方式，实现2V电池格并联和若干个2V电池格串联，做成各种不同电流、电压规格的蓄电池。超声波焊接设备的工作原理是超声波发生器产生15kHz的高压、高频电信号，通过换能器系统，把电信号转换为高频机械振动，加于塑料制品工件上，通过工件表面摩擦而使接口的温度升高，当温度达到工件本身的熔点时，时，使接口迅速熔化，继而填充了接口间的空隙。当振动停止时，工件在一定压力下冷却定形。超声波焊接设备适合我们特有的碳纤维复合材料板栅极耳、接线柱、汇流排/跨桥焊接，接点可承受较大拉力。市面上的超声波焊机焊头一般是固定的，不能移动，需把固定的焊头改为可移动式的手握焊钳，才能在电池的焊接工作面上焊接。需要串联时，前一个2V电池格的负极板和后一个2V电池格的正极板的极耳用碳纤维复合材料做成的跨桥以超声波焊方式焊接，使多个2V电池格串联；如果要加大容量， 则在2V电池格，用碳纤维复合材料做成的汇流排分别把正极板与正极板，负极板与负极板的极耳以超声波焊接方式焊接，实现并联。碳纤维复合材料汇流排/跨桥设计为一体，通过超声波焊接，实现串联、并联的功倉泛。所述极板连接步骤中，当相邻的2V电池格需要串联连接时，将所述相邻的正、负极耳、跨桥用超声波焊接；当2V电池格内的极板需要并联连接时，使用超声波焊接机，通过汇流排，分别把电池格内的正、负极耳焊接在一起。本专利技术的组装方法有以下优点1.用热注塑方法生产碳纤维复合材料做成的极耳、接线柱、汇流排/跨桥的连接件工艺简单，不产生污染。而用铅制造接线柱、汇流排/跨桥过程中产生铅蒸汽，工作环境差。2.连接件的连接采用超声波焊接方式取代用乙炔、氧气的气体烧焊方式；去除焊接过程对环境污染，降低工人的劳动强度，改善工作环境，保护工人身体健康。3.以碳纤维复合材料做成的接线柱、汇流排/跨桥取代铅，减少用铅量。当相邻的2V电池格需要连接时(串联)，将所述相邻的极耳、跨桥以超声波焊连接；当2V电池格内的极板需要连接时(并联)，使用超声波焊把汇流排、极耳焊接在一起。4.传统铅酸蓄电池的汇流排、跨桥、接线柱用铅量为5%以上。采用本专利技术的碳纤维复合材料取代铅汇流排、跨桥、接线柱，用铅量减少了 5%以上，减少污染。本装配方法比传统铅酸蓄电池装配方法简单、工艺可靠、提高了工作效率。附图说明图1为传统铅酸电池组装工艺流程图，其中铅条切粒、热铸板栅、汇流排气体焊接、跨桥气体焊接、端子气体焊接、灌硫酸电解液步骤是传统铅酸电池工艺污染最大的工序;图2为碳纤维复合材料蓄电池组装工艺流程图，其中碳纤维复合材料造粒、注塑板栅、汇流排超声波焊接、跨桥超声波焊接、端子超声波焊接、灌胶体电解液等步骤是对传统铅酸电池相应工序的改进；图3为碳纤维复合材料汇流排/跨桥外形的示意图；附图3为实例的负汇流排，有 4片负汇流排与负极耳连接的汇流片，正极板用汇流排为3片与正极耳连接的汇流本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种碳纤维复合材料蓄电池的组装方法，其特征在于，包括连接件的制备和连接件的连接，所述连接件由碳纤维复合材料制备而成；所述连接件的连接采用超声波焊接进行连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈胜荣，方鲲，梅中洪，郑国权，
申请(专利权)人：广州神力能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：