CN105374987A - 极板的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种极板的制备方法，涉及电池制造领域。为解决现有技术中铅酸蓄电池的使用带来了巨大的环境污染的问题而发明。本发明实施例提供的技术方案包括：S10、将亚氧化钛粉料和粘合剂粉料混合均匀，得到混合粉料，所述亚氧化钛粉料的质量百分比为60％～90％，所述粘合剂粉料的质量百分比为10％～40％；S20、将所述混合粉料倒入模具内腔，所述模具内腔内均匀的设置一层脱模剂；S30、对所述模具内的混合粉料在5MPa～100MPa的压力下进行压制，得到压制后的极板；S40、将所述压制后的极板在600℃～1300℃的温度下烧结10min～600min，得到烧结后的极板。该方案可以用于电池极板制造系统中。
Description
技术领域
本发明涉及电池制造领域，尤其涉及一种极板的制备方法。
背景技术
目前，铅酸蓄电池的板栅和汇流排主要由铅及其氧化物制成，电解液是硫酸溶液。然而，由于铅的使用，导致铅酸蓄电池的使用带来了巨大的环境污染。
发明内容
本发明提供一种极板的制备方法，能够减少铅酸蓄电池造成的环境污染。
本发明解决技术问题采用如下技术方案：一种极板的制备方法，包括：S10、将亚氧化钛粉料和粘合剂粉料混合均匀，得到混合粉料，所述亚氧化钛粉料的质量百分比为60％～90％，所述粘合剂粉料的质量百分比为10％～40％；S20、将所述混合粉料倒入模具内腔，所述模具内腔内均匀的设置一层脱模剂；S30、对所述模具内的混合粉料在5MPa～100MPa的压力下进行压制，得到压制后的极板；S40、将所述压制后的极板在600℃～1300℃的温度下烧结10min～600min，得到烧结后的极板。
可选的，所述烧结在真空、保护性气体或还原性气体的条件下进行。
可选的，所述粘合剂，包括：热塑性树脂、热固性树脂和改性酚醛树脂中的一种或几种。
可选的，所述热塑性树脂，包括：聚乙烯树脂、聚偏氟乙烯树脂、丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物树脂和聚氧化乙烯树脂中的一种或几种。
可选的，所述热固性树脂，包括：酚醛树脂、氨基树脂、酚醛环氧树脂、有机硅树脂、环氧树脂、不饱和聚酯和硅醚树脂中的一种或几种。
可选的，所述改性酚醛树脂，包括：聚酰胺改性酚醛树脂、双氰胺改性酚醛树脂、环氧改性酚醛树脂和聚乙烯醇缩醛改性酚醛树脂中的一种或几种。
可选的，所述亚氧化钛，包括：Ti4O7和Ti5O9，所述Ti4O7的质量百分比为70％～98％，所述Ti5O9的质量百分比为2％～30％。
可选的，所述双极性电极板的制备方法，还包括：S50、将所述烧结后的极板进行修边整理。
本发明具有如下有益效果：由于在将亚氧化钛粉料和粘合剂粉料组成的混合粉料进行压制后，将压制后的极板进行烧结，将该烧结后的极板制成双极性电极板时，能够进一步提高双极性电极板的强度和耐腐蚀性，并提高了双极性电极板的导电性和稳定性。由于制备极板的过程中减少了铅的使用，本发明实施例提供的技术方案解决了现有技术中由于铅的使用，导致铅酸蓄电池的使用带来了巨大的环境污染的问题。此外，本发明实施例提供的极板的制备方法，工艺流程简单，生产周期短，可以工业化的批量生产；并且，在制备过程中，减少了铅的使用量，能够延长电池的使用寿命。
此外，本发明实施例提供的技术方案节铅量可达传统铅蓄电池的50％；该方案省略了汇流排、端柱及相关元件的制造程序，能够减少20％的生产工序，进而节约综合成本约30％-40％，也无需采用其他工艺防止汇流排和端柱的腐蚀；而且，通过上述方案制成的电极板的活性物质分布更均匀，电阻更低，能量密度和功率密度更高，能够快速充电，并在循环过程中减缓硫酸盐化。进一步的，该方案还适用于100V以上的高电压电池和铅酸电池使用，回收率能达到100％。
附图说明
图1为本发明实施例1提供的极板的制备方法的流程图一；
图2为本发明实施例1提供的极板的制备方法的流程图二。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明的技术方案作进一步阐述。
实施例1
如图1所示，本实施例提供了一种极板的制备方法，包括：
步骤101，将亚氧化钛粉料和粘合剂粉料混合均匀，得到混合粉料。
在本实施例中，步骤101中亚氧化钛粉料的质量百分比为60％～90％，粘合剂粉料的百分比为10％～40％。其中，亚氧化钛可以包括：Ti4O7和Ti5O9，Ti4O7的质量百分比为70％～98％，Ti5O9的质量百分比为2％～30％。
在本实施例中，步骤101中粘合剂，包括：热塑性树脂、热固性树脂和改性酚醛树脂中的一种或几种。其中，热塑性树脂，包括：聚乙烯树脂、聚偏氟乙烯树脂、丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物树脂和聚氧化乙烯树脂中的一种或几种；热固性树脂，包括：酚醛树脂、氨基树脂、酚醛环氧树脂、有机硅树脂、环氧树脂、不饱和聚酯和硅醚树脂中的一种或几种；改性酚醛树脂，包括：聚酰胺改性酚醛树脂、双氰胺改性酚醛树脂、环氧改性酚醛树脂和聚乙烯醇缩醛改性酚醛树脂中的一种或几种。
步骤102，将混合粉料倒入模具内腔。
在本实施例中，步骤102将混合粉料倒入模具内腔后，为使粉料均匀的分布在模具内腔中，可以将模具内腔的混合粉料均匀铺平并压实。为了便于进行脱模，防止粉料粘合到模具内腔，步骤102的模具内腔内均匀的设置有一层脱模剂。
进一步的，该模具内腔内还可以设置一层金属箔片，脱模剂位于金属箔片和模具内腔之间。该金属箔片包括钛箔片或铅箔片。
步骤103，对模具内的混合粉料在5MPa～100MPa的压力下进行压制，得到压制后的极板。
步骤104，将压制后的极板在600℃～1300℃的温度下烧结10min～600min，得到烧结后的极板。
在本实施例中，烧结的温度一般与烧结的时间成反比。为了防止极板氧化、保护极板的性质，该烧结过程可以在真空、保护性气体或还原性气体的条件下进行。其中，保护性气体可以为氩气、氮气等，还原性气体可以为氢气、一氧化碳气体等。
进一步的，如图2所示，本实施例提供的双极性电极板的制备方法，还可以包括：
步骤105，将烧结后的极板进行修边整理。
在本实施例中，为使烧结后的极板适于实用，还可以通过步骤105将烧结后的极板进行修边整理。
本发明具有如下有益效果：由于在将亚氧化钛粉料和粘合剂粉料组成的混合粉料进行压制后，将压制后的极板进行烧结，将该烧结后的极板制成双极性电极板时，能够进一步提高双极性电极板的强度和耐腐蚀性，并提高了双极性电极板的导电性和稳定性。由于制备极板的过程中减少了铅的使用，本发明实施例提供的技术方案解决了现有技术中由于铅的使用，导致铅酸蓄电池的使用带来了巨大的环境污染的问题。此外，本发明实施例提供的极板的制备方法，工艺流程简单，生产周期短，可以工业化的批量生产；并且，在制备过程中，减少了铅的使用量，能够延长电池的使用寿命。
此外，本发明实施例提供的技术方案节铅量可达传统铅蓄电池的50％；该方案省略了汇流排、端柱及相关元件的制造程序，能够减少20％的生产工序，进而节约综合成本约30％-40％，也无需采用其他工艺防止汇流排和端柱的腐蚀；而且，通过上述方案制成的电极板的活性物质分布更均匀，电阻更低，能量密度和功率密度更高，能够快速充电，并在循环过程中减缓硫酸盐化。进一步的，该方案还适用于100V以上的高电压电池和铅酸电池使用，回收率能达到100％。
实施例2
为便于理解，以以下实例进行具体说明：
实例一
将质量为36g的亚氧化钛粉料和质量为24g的环氧树脂混合均匀，得到混合粉料；混合粉料倒入模具内腔；对模具内的混合粉料在5MPa的压力下进行压制，得到压制后的极板；将压制后的极板在1300℃的温度下烧结60分钟，得到烧结后的极板。该烧结后的极板制成双极性电极板时导电性能达到5～30mΩ，强度达到近50MPa，每年仅腐蚀极板重量的0.73％且在小于500℃时能保持稳定。
实例二
将质量为48g的亚氧化钛粉料和质量为12g的酚醛树脂粉料混合均匀，得到混合粉料；混合粉料倒入模具内腔；对模具内的混合粉料在50MPa的压力下进行压制，得到压制后的极板；将压制后的极板在1100℃的温度下烧结80分钟，得到烧结后的极板。该烧结后的极板制成双极性电极板时导电性能达到5～30mΩ，强度达到近50MPa，每年仅腐蚀极板重量的0.73％且在小于500℃时能保持稳定。
实例三
将质量为54g的亚氧化钛粉料、4g的环氧树脂和2g的酚醛树脂粉料混合均匀，得到混合粉料；混合粉料倒入模具内腔；对模具内的混合粉料在100MPa的压力下进行压制，得到压制后的极板；将压制后的极板在600℃的温度下烧结300分钟，得到烧结后的极板。该烧结后的极板制成双极性电极板时导电性能达到5～30mΩ，强度达到近50MPa，每年仅腐蚀极板重量的0.73％且在小于500℃时能保持稳定。
实例四
将质量为48g的亚氧化钛粉料和质量为12g的聚乙烯醇缩丁醛改性酚醛树脂粉料混合均匀，得到混合粉料；混合粉料倒入模具内腔；对模具内的混合粉料在50MPa的压力下进行压制，得到压制后的极板；将压制后的极板在1000℃的温度下烧结90分钟，得到烧结后的极板。该烧结后的极板制成双极性电极板时导电性能达到5～30mΩ，强度达到近50MPa，每年仅腐蚀极板重量的0.73％且在小于500℃时能保持稳定。
实例五
将质量为42g的亚氧化钛粉料和质量为16g的酚醛树脂粉料混合均匀，得到混合粉料；混合粉料倒入模具内腔；对模具内的混合粉料在80MPa的压力下进行压制，得到压制后的极板；将压制后的极板在850℃的温度下烧结150分钟，得到烧结后的极板。该烧结后的极板制成双极性电极板时导电性能达到5～30mΩ，强度达到近50MPa，每年仅腐蚀极板重量的0.73％且在小于500℃时能保持稳定。
实例六
将质量为50g的亚氧化钛粉料和质量为10g的环氧树脂混合均匀，得到混合粉料；混合粉料倒入模具内腔；对模具内的混合粉料在50MPa的压力下进行压制，得到压制后的极板；将压制后的极板在1200℃的温度下烧结60分钟，得到烧结后的极板。该烧结后的极板制成双极性电极板时导电性能达到5～30mΩ，强度达到近50MPa，每年仅腐蚀极板重量的0.73％且在小于500℃时能保持稳定。
本发明具有如下有益效果：由于在将亚氧化钛粉料和粘合剂粉料组成的混合粉料进行压制后，将压制后的极板进行烧结，将该烧结后的极板制成双极性电极板时，能够进一步提高双极性电极板的强度和耐腐蚀性，并提高了双极性电极板的导电性和稳定性。由于制备极板的过程中减少了铅的使用，本发明实施例提供的技术方案解决了现有技术中由于铅的使用，导致铅酸蓄电池的使用带来了巨大的环境污染的问题。此外，本发明实施例提供的极板的制备方法，工艺流程简单，生产周期短，可以工业化的批量生产；并且，在制备过程中，减少了铅的使用量，能够延长电池的使用寿命。
此外，本发明实施例提供的技术方案节铅量可达传统铅蓄电池的50％；该方案省略了汇流排、端柱及相关元件的制造程序，能够减少20％的生产工序，进而节约综合成本约30％-40％，也无需采用其他工艺防止汇流排和端柱的腐蚀；而且，通过上述方案制成的电极板的活性物质分布更均匀，电阻更低，能量密度和功率密度更高，能够快速充电，并在循环过程中减缓硫酸盐化。进一步的，该方案还适用于100V以上的高电压电池和铅酸电池使用，回收率能达到100％。
以上实施例的先后顺序仅为便于描述，不代表实施例的优劣。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (8)
1.一种极板的制备方法，其特征在于，包括：
S10、将亚氧化钛粉料和粘合剂粉料混合均匀，得到混合粉料，所述亚氧化钛粉料的质量百分比为60％～90％，所述粘合剂粉料的质量百分比为10％～40％；
S20、将所述混合粉料倒入模具内腔，所述模具内腔内均匀的设置一层脱模剂；
S30、对所述模具内的混合粉料在5MPa～100MPa的压力下进行压制，得到压制后的极板；
S40、将所述压制后的极板在600℃～1300℃的温度下烧结10min～600min，得到烧结后的极板。
2.根据权利要求1所述的极板的制备方法，其特征在于，所述烧结在真空、保护性气体或还原性气体的条件下进行。
3.根据权利要求1或2所述的极板的制备方法，其特征在于，所述粘合剂，包括：
热塑性树脂、热固性树脂和改性酚醛树脂中的一种或几种。
4.根据权利要求3所述的极板的制备方法，其特征在于，所述热塑性树脂，包括：
聚乙烯树脂、聚偏氟乙烯树脂、丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物树脂和聚氧化乙烯树脂中的一种或几种。
5.根据权利要求3所述的极板的制备方法，其特征在于，所述热固性树脂，包括：
酚醛树脂、氨基树脂、酚醛环氧树脂、有机硅树脂、环氧树脂、不饱和聚酯和硅醚树脂中的一种或几种。
6.根据权利要求3所述的极板的制备方法，其特征在于，所述改性酚醛树脂，包括：
聚酰胺改性酚醛树脂、双氰胺改性酚醛树脂、环氧改性酚醛树脂和聚乙烯醇缩醛改性酚醛树脂中的一种或几种。
7.根据权利要求1或2所述的极板的制备方法，其特征在于，所述亚氧化钛，包括：
Ti4O7和Ti5O9，所述Ti4O7的质量百分比为70％～98％，所述Ti5O9的质量百分比为2％～30％。
8.根据1或2所述的极板的制备方法，其特征在于，还包括：
S50、将所述烧结后的极板进行修边整理。
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| CN105776429A (zh) * | 2016-03-15 | 2016-07-20 | 中国矿业大学(北京) | 具有电化学氧化活性的环管状亚氧化钛膜电极及其制备方法 |
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