[发明专利]一种动力电池用碳纤维板栅及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种碳纤维板栅，具体地说，涉及一种动力电池用碳纤维板栅及其应用。

背景技术

近年来电动汽车行业发展迅速，对应的电池需求量也是激增，各电池生产企业纷纷加大电动汽车电池的投入，使得电池企业价格竞争比较激烈，利润降低。如何提高电池质量降低电池成本摆在企业的面前。板栅在电池中主要起支撑活性物质和导电的作用，而本身不发生反应提供电能，目前铅酸蓄电池的负极板板栅多数采用铅锡或铅钙锡合金，该种合金价格比较高，密度比较大（11.0ml/g），影响着铅酸蓄电池的比能力和成本。因此可以寻找一种质轻、价格便宜的材料替代现用的板栅合金，这将提高电池比能量、降低电池成本，提高公司的综合竞争力。为解决上述问题，本发明提供一种动力电池用碳纤维板栅。

发明内容

本发明的目的是提供一种由碳纤维和环氧树脂制成的板栅，使用该种板栅制造的电池减少铅用量10-15%，3hr重量比能量达到45Wh/Kg，低温性能好，生产成本降低3-5%。

本发明采用的技术方案是：

一种动力电池用碳纤维板栅，包括板栅骨架和极耳，所述板栅骨架上由筋条和边框组成，所述极耳固定在板栅骨架的顶部，所述板栅骨架由碳纤维和环氧树脂混合制成，所述极耳由铅锡合金加工而成，所述板栅骨架的表面采用电镀的方式镀有一层3um厚度的铅镀层。

进一步的，所述碳纤维为含碳量≥95%的聚丙烯腈基碳纤维，所述环氧树脂的加入量是板栅骨架总重量的20%-35%。

进一步的，所述极耳是由含锡量为0.5%-1.8%的铅锡合金采用重力浇铸或压延的方式加工而成。

利用其制作负极板的具体步骤为：将质量百分比为70-75%的铅粉、质量百分比为0.8%密度为1.4g/ml的稀硫酸、质量百分比为0.1%硫酸钡、质量百分比为0.03%乙炔黑、质量百分比为0.02%腐殖酸、质量百分比为0.03%木素、质量百分比为0.01%聚丙烯短纤维和水和制而成的铅膏均匀的涂在碳纤维板栅上，并在50-60℃，相对湿度92-100%的氛围中固化24-36h，使碳纤维表面的镀铅发生氧化并与铅膏紧紧的结合在一起，再在75-80℃的高温条件下进行烘干，直到活性物质的含水量低于0.5%，制作成碳纤维负极板。

将碳纤维负极板与正常正极板进行组合成半成品电池，通过内化成生产生产工艺制作成成品电池。使用该种工艺生产的电池能减少铅用量10-15%，3hr重量比能量达到45Wh/Kg，低温性能好，生产成本降低3-5%。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

其中：1、极耳，2、筋条，3、边框，4、板栅骨架。

具体实施方式

如图1所示，一种动力电池用碳纤维板栅，包括板栅骨架4和极耳1，板栅骨架4上由筋条2和边框3组成，极耳1固定在板栅骨架4的顶部，板栅骨架4由含碳量≥95%的聚丙烯腈基碳纤维和环氧树脂混合制成，所述环氧树脂的加入量是板栅骨架总重量的20%-35%，极耳1由含锡量为0.5%-1.8%的铅锡合金采用重力浇铸或压延的方式加工而成，极耳与板栅骨架组合在一起组成一个完整的碳纤维板栅，在碳纤维板栅的板栅骨架4的表面采用电镀的方式镀有一层3um厚度的铅镀层。

利用其制作负极板的具体步骤为：将质量百分比为70-75%的铅粉、质量百分比为0.8%密度为1.4g/ml的稀硫酸、质量百分比为0.1%硫酸钡、质量百分比为0.03%乙炔黑、质量百分比为0.02%腐殖酸、质量百分比为0.03%木素、质量百分比为0.01%聚丙烯短纤维和水和制而成的铅膏均匀的涂在碳纤维板栅上，并在50-60℃，相对湿度92-100%的氛围中固化24-36h，使碳纤维表面的镀铅发生氧化并与铅膏紧紧的结合在一起，再在75-80℃的高温条件下进行烘干，直到活性物质的含水量低于0.5%，制作成碳纤维负极板。

将上述碳纤维负极板应用到3-EVF-200（3hr）电池上，各性能参数对比如下表：