[发明专利]超级电池极板

说明书

技术领域

本发明涉及一种超级电池极板，属于化学电源中的超级电池的制作技术领域。

背景技术

铅酸蓄电池是在1859年由普兰特（G.Plante）发明的，已经历了近150多年的发展历程，铅酸蓄电池在理论研究方面，在产品种类及品种、产品电气性能等方面都得到了长足的进步。铅酸电池具有技术成熟、价格低廉、安全性高等传统的突出优点，在交通、通信、电力、军事还是在航海、航空各个经济领域，铅酸蓄电池都得到了广泛应用。 但铅酸电池在功率性能与循环性能方面与镍-镉电池、镍-氢电池、锂离子电池等新型电池仍存在一定差距，其循环寿命一般只有300～500次，普通铅酸电池最大只能以1C～2C放电，在新兴的电动汽车等领域已不能满足使用要求。

超级电池是近年来结合铅酸电池与超级电容器两者技术优势发展起来的一种新型电源产品。它将超级电容器与铅酸电池在电池的内部并联使用，将双电层电容器的高比功率、长寿命的优势融合到铅酸电池中，并保持铅酸电池高比能量，低成本的优点。超级电池在电动自行车和蓬勃发展的电动汽车电源中具有极好的应用前景。

由于超级电池开发的时间较短，目前的技术还不够成熟，在实际应用的中性能还没有达到较理想的状态。CN101123139 公开了一种超级蓄电池用双性极板，它包括双性正极板和双性负极板，该双性极板本身具有电池性与电容性，既可作为非对称超级电容器的电极，又能作为电池的极板，这种双性正极板和双性负极板经组装后成为一种高效率蓄电池。使用双性极板制作的超级蓄电池其性能指标远远高于现有的蓄电池。在大电流放电性能上，超级蓄电池可以5C放电；在寿命方面超级蓄电池寿命2年以上。该发明的超级电池极板使用寿命偏短，同时其极板中加入了一定的含有铷、锡、银等价格较高的金属材料，成本较高。

CN101556997公开了一种超级电池极板，包括正极板和负极板，所述的正极板原料由铅粉、碳纤维、碳材料、短纤维和硫酸溶液组成，所述的负极板原料由铅粉、PTFE、硫酸钡、腐植酸、木素磺酸钠、碳纤维、碳材料、短纤维和稀硫酸组成，由该发明极板制成的超级电池具有高比功率和比能量，脉冲大电流充放电寿命长，低温大电流放电比普通电池较好。但其主要应用于电动自行车领域，在电动汽车等应用领域使用寿命与大电流性能仍显不足。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有较长使用寿命与较高功率性能并且成本较低的超级电池极板。

本发明的技术方案是：超级电池极板，包括正负极板栅和正负极活性物质，其改进之处是负极活性物质中加入质量百分比为0.1%～20%的高比表面积活性炭和质量百分比为0.1%～10%的丁苯胶乳，正极活性物质中加入质量百分比为0.1%～20%的高比表面积活性炭和质量百分比为0.1%～10%的丁苯胶乳或羟基丁苯胶乳，所述正负极板栅表面有镀银层。

所述高比表面积活性炭的平均粒径为1～10μm，比表面积为1500～2000㎡/g；所述镀银层为化学镀银层，镀银层厚度为0.01～5μm；所述丁苯胶乳和羟基丁苯胶乳为质量百分比浓度50%的水溶液，粘度为100～500mPaS。

本发明采用化学镀银法对超级电池极板进行了镀银处理，铅材质板栅表面增加了0.01～5μm薄层金属银，增加了板栅的导电性，由于镀层的金属银化学性质稳定，提高了板栅耐腐蚀性能，延长了使用寿命。同时化学镀层的厚度较薄，极板所使用的银质量很少，对极板增加的成本也很有限。活性物质中加入高比表面积活性炭能有效提高极板的导电能力和功率性能。

丁苯胶乳styrene-butadiene rubber latex（SBR）是一种不饱和的烃类高分子化合物，由丁二烯和苯乙烯共聚而成。丁苯胶乳在超级电池极板中与镀银板栅具有很好的结合力，使极板活性物质紧密粘接在板栅表面，提高极板强度与韧性。丁苯胶乳是石油产业链中的一种下游产品，价格低廉可以降低超级电池产品成本。SBR的结构中仍含有不饱和双键，抗氧化性略差，丁苯胶乳更适用于负极极板。 羟基丁苯胶乳在SBR产品结构中引入了羟基，提高了粘结剂的抗氧化性能和亲水性能，使得丁苯胶乳在正极极板中使用性能稳定，同时极板活性物质具有一定韧性。

采用本发明超级电池极板组装的超级电池产品具有大电流充放电性能好、使用寿命长、制作成本低等优点，满足电动汽车等新兴动力电源领域对高性能低成本储能产品的需求。

具体实施方式

实施例一