[发明专利]电动车用铅酸动力电池及其制备方法

说明书

本发明涉及的是一种比能量和比功率大、循环寿命长、可以快速充电和大电流放电的新型铅酸动力电池，具体地讲，这种新型铅酸动力电池是采用了新型正、负极板与结构的铅酸电池，及其制备方法，所述的电池可以用于电动车作为动力电源。

近几年，世界各国为了控制城市大气污染，大力开发推广电动汽车，电动座式摩托车，电力助动车，电动自行车等绿色交通工具，其核心问题是开发能与燃油发动机相比美的电动能源系统，特别是可作为动力电源的新型可充电池。

现有技术制造的密封，阀控铅酸电池(VRLA)大部分采用传统的铸造的Pb-Ca、Pb-Sb、Pb-Sn合金板栅，为正负极板支撑活性物质和集流导电。由于正负极板的活性物质为结合性能差的铅和氧化的铅的粉末颗粒，而铸造的板栅，如同骨架用以支撑活性形成极板，为了有地保持活性物质，常将铅合金板栅铸造成带有横竖筋条的栅状，再把活性物质制成铅膏涂敷于板栅表面，使活性物质与板栅略为增加了些接触面积，而极板各电流汇集到极耳处，则主要通过各个筋条完成。

近几年，铅酸电池虽在活性物质人的制造技术，铅合金板栅的合金成分和制造技术，隔离材料、电解液的配方与控制以及壳体结构各个方面都有很有改进并大量推广应用密封阀控铅酸电池(VRLA)，把铅酸电池发展到一个新阶段。但由于比能量、比功率、循环使用寿命、快速充电等性能尚未适应电动车的使用要求，特别是现有密封阀控铅酸电池还有能适应有城市绿色交通具有广阔市场的电动座式摩托车、电力助动车、是动自行车等国车用作动力电源。

美国先进铅酸电池联合会(ALABC)对用于电动车用的铅酸电池提出的改进的指标为：

1、比能量50Wh/kg，100Wh/l(C/3放电)；

2、比功率＞200W/kg，＞500W/l；

3、循环寿命500周，三年使用期；

4、充电时间为50％ 5分钟，80％ 15分钟；

5、价格约$150/kwh(C/3放电)；

从上述的指标可以看出，现有的铅酸电池的各项指标与上述指标相去甚远。

本发明的目的是提供一种具有高比能量和比功率、循环使用寿命长、可快速充电等技术性能的新型铅酸动力电池，可用于电动自行车，电力助动车，电动座式摩托车以及电动高尔夫车等电动车作为动力电源。

下面是本发明的附图说明，通过附图说明并结合以下的详细说明，可以更清楚的理解本发明，其中：

附图一是本发明所采用的基体的制造工艺流程图；

附图二是本发明所采用的基体的制造工艺流程图；

附图三是本发明所述的铅酸动力电池的基本结构剖视图；

附图四是本发明所述的水平型铅酸动力电池在电动座式摩托车上安装位置示意图；

附图五是本发明所述的水平型铅酸动力电池(4格，8V)垂直剖面示意图。

本发明所述的电池的基本结构见附图3：包括多孔正极板(1)、多孔复合负极板(2)、压紧板(3)、多孔复合隔离板(4)、电解质(5)、电池壳体(6)、盖板(7)、封结剂(8)、安全阀(9)、挠性联结带(10)、正极(11)、负极(12)。

本发明目的，可以通过以下手段得以实施。

1、基体的制备如下所述：

所述的多孔耐酸合金的基体采用耐硫酸腐蚀的NiCrMo系或Ti合金为球状粉末，而Pb合金可用球状粉末，也可用片状粉末。

所述的球状和/或片状粉末优选采用CN95109468.8所述的方法和CN92242669.4所述的装置生产。

所有金属粉末都必须筛分分级。以利控制多孔耐酸合金基体的孔隙率和孔径尺寸。

填充剂重量比例为5-30％，选用在预烧一烧结过程中可完全挥发的金属无机盐类填充剂(碳酸铵、碳酸氢铵、碳酸钠、碳酸氢钠、松香等)。

金属粉末和填充剂在V型不锈钢混料器中，充分混合均匀。

经予处理的纤维(金属纤维或碳纤维)按配制比例与合金粉末、填充剂的混合物等均匀放入模具中轻压成型(压力500-2000kg/cm²)，在有保护气氛的连续烧结炉中进行预烧结，然后烧结制取多孔耐酸合金与纤维复合极板基体。

多孔铅合金与纤维复合极板基体的制造工艺的基本流程如图2，用于多孔铅合金与纤维复合极板基体的玻璃纤维、碳纤维，需进行表面予处理如化学镀Pb合金。以提高纤维与基体金属的结合力。

多孔钛合金与纤维复合极板基体的予烧、烧结，须在真空烧结炉中进行，以避免基体金属的氧化或脆化。