(10)申请公布号 (43)申请公布日 2014.04.16
C N 103730695
A (21)申请号 201310733505.4
(22)申请日 2013.12.26
H01M 10/12(2006.01)
H01M 10/14(2006.01)
地址313100 浙江省湖州市长兴县煤山工业
园
(72)发明人郭志刚 李桂发 陈清元 高根芳
沈旭培 刘玉 邓成智 张林山
刘三元 曹进 李丹 宋文龙
(74)专利代理机构杭州天勤知识产权代理有限
公司 33224
代理人胡红娟
(54)发明名称
(57)摘要
本发明公开了一种胶体电池的制作方法，包
得到所述胶体电池，将极板组装为极的过程包
括：（1）将多块极板间隔排布；（2）向极性相同的
各极耳之间插入梳板，梳板的底面抵靠极板的顶
沿；（3）在极性相同的各极耳上焊接汇流排；（4）
在相邻的极板之间插入隔板，得到所述极。
本发明胶体电池的制作方法，可操作性强，无需倒酸工
序，化成结束后无需抽酸操作，能够增加电池极板
的面积，降低电池的内阻，延长电池的使用寿命，
将胶体电池的重量比能量至少提升5%。
(51)Int.Cl.
权利要求书1页 说明书5页 附图2页
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书1页 说明书5页 附图2页(10)申请公布号CN 103730695 A
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1.一种胶体电池的制作方法，包括将极板组装为极后放入电池单格内，再向电池单格注入胶体电解液，然后经化成充电和封装，得到所述胶体电池，其特征在于：将极板组装为极的过程包括：
（1）将多块极板间隔排布；
（2）向极性相同的各极耳之间插入梳板，梳板的底面抵靠极板的顶沿；
（3）在极性相同的各极耳上焊接汇流排；
（4）在相邻的极板之间插入隔板，得到所述极。
2.如权利要求1所述的胶体电池的制作方法，其特征在于，步骤（3）中，所述梳板的顶面带有汇流排成型槽，所述汇流排通过熔焊形成。
3.如权利要求1所述的胶体电池的制作方法，其特征在于，步骤（3）中，所述汇流排为预成型，焊接时搁置在梳板的顶面。
4.如权利要求1～3任一所述的胶体电池的制作方法，其特征在于，步骤（1）中，通过夹具将多块极板间隔排布定位。
5.如权利要求4所述的胶体电池的制作方法，其特征在于，所述极以及对应的电池单格为多个，各极放入对应的电池单格后，在需要电路连接的两个汇流排之间焊接过桥，然后再向各电池单格中注入胶体电解液。
6.如权利要求5所述的胶体电池的制作方法，其特征在于，向电池单格中注入胶体电解液时，对电池单格抽真空，真空度为-0.06～-0.08Mpa 。
7.如权利要求6所述的胶体电池的制作方法，其特征在于，抽真空的操作次数为2～8次，每次间隔3～8分钟。
8.如权利要求7所述的胶体电池的制作方法，其特征在于，化成充电时，在循环水槽内进行，循环水温度为20～30℃。
9.如权利要求8所述的胶体电池的制作方法，其特征在于，化成充电时，保持电池单格内的真空度为-0.02～-0.06Mpa 。
10.如权利要求9所述的胶体电池的制作方法，其特征在于，化成充电时，电池单格的上方密封连接有富液壶，该富液壶的顶面密封插接有缓冲壶，所述缓冲壶的顶面设有用于连接真空泵的真空管，真空管上设有阀门。权 利 要 求 书CN 103730695 A
一种胶体电池的制作方法
技术领域
[0001] 本发明涉及铅酸蓄电池领域，具体涉及一种胶体电池的制作方法。
背景技术
[0002] 胶体电池是铅酸蓄电池的一种，最简单的做法，是在硫酸中添加胶凝剂，使硫酸电解液变为胶态。广义而言，胶体电池与常规铅酸蓄电池的区别不仅仅在于电解液改为胶凝状，例如，非凝固态的水性胶体，从电化学分类结构和特性看同属胶体电池。
[0003] Gel-VRLA电池（胶体电池）从很大程度上解决了AGM-VRLA电池存在的问题，比如热失控、深放性能差、酸分层等，因此，在要求比较高的应用领域上得到广泛应用。[0004] 现有技术中，制作胶体电池可以采用生极板，也可以采用熟极板（生极板化成之后得到熟极板），采用生极板时，制作工艺一般包括以下步骤：
[0005] a、将正极板和负极板间隔排列，在相邻极板的间隙中插入隔板；
[0006] b、在极性相同的各极耳之间插入梳板，梳板的底面抵靠隔板的顶沿；
[0007] c、在极性相同的各极耳上焊接汇流排，得到极；
[0008] d、将极装入电池单格内，再向电池单格注入胶体电解液，然后经化成充电和封装，得到胶体电池。
[0009] 采用熟极板制作胶体电池时，经极组装以及加胶体电解液后，无需再次化成，可直接充电。
[0010] 生极板化成时，需要将极板置于盛有稀硫酸的化成槽中，通电将生极板的成分转化为正负极板物质，化成过程中有倒酸程序，会产生大量的酸雾与废水，给环境带来严重污染。
[0011] 因此，无论是采用生极板还是熟极板，在化成时的倒酸程序中，都必然对极板强度产生一定影响，并可能导致负极添加剂的流失。
[0012] 申请公告号为CN103035884A的发明公开了一种内化成用生极板的预处理方法，包括：将固化干燥后的生极板浸泡在密度为1.01～1.40g/mL稀硫酸中，正极板浸泡时间为20～80分钟，负极板浸泡时间为10～50分钟；将浸泡完成的生极板进行干燥。[0013] 利用该发明提供的方法进行生极板的预处理后，可以直接组装电池，一次定量加注胶体电解液，再进行化成充电即可完成电池的制作，不需要进行倒酸工序，相应减少了环境污染。
[0014] 现有技术中，在焊接汇流排时，预先在各极板之间夹装隔板，隔板的边缘大于极板的边缘，焊接
汇流排时，在极板的顶沿和汇流排之间具有较大的间隙，降低了电池内部的空间利用率。
发明内容
[0015] 本发明提供了一种胶体电池的制作方法，生产可操作性强，能够降低生产成本，提高电池的化成效率、电池重量比能量，大大降低对环境的污染。
[0016] 一种胶体电池的制作方法，包括将极板组装为极后放入电池单格内，再向电池单格注入胶体电解液，然后经化成充电和封装，得到所述胶体电池，将极板组装为极的过程包括：
[0017] （1）将多块极板间隔排布；
[0018] （2）向极性相同的各极耳之间插入梳板，梳板的底面抵靠极板的顶沿；
[0019] （3）在极性相同的各极耳上焊接汇流排；
[0020] （4）在相邻的极板之间插入隔板，得到所述极。
[0021] 本发明中所述极板采用申请公告号为CN103035884A的发明中所公开的方法进行预处理，以便在将极置入电池单格中后，进行一次定量加胶，然后再进行化成充电即可，不需要在化成过程中进行倒酸工序，降低生产成本，且不存在环境污染。
[0022] 本发明制作胶体电池时，首先进行汇流排的焊接，然后再插入隔板，汇流排与极板的顶沿之间的间隙仅为梳板的厚度，相比现有技术中，预先在各极板之间插入隔板，再进行汇流排的焊接而言，能够减小汇流排与极板顶沿之间的间距，使得在相同大小的电池单格中，极板面积能够做得更大，提高电池的重量比能量。
[0023] 采用先焊汇流排，再插隔板的方法，可以将极板的高度提升0.1～5mm，同时，由于焊接汇流排时，没有超出极板顶沿的隔板的影响，能够在一定程度上，提升电池的一致性。[0024] 汇流排焊接可以采用多种形式，例如，步骤（3）中，所述梳板的顶面带有汇流排成型槽，所述汇流排通过熔焊形成。
[0025] 梳板由两部分对接而成，汇流排成型槽围绕极耳设置，汇流排熔焊完成之后，梳板两部分分开后撤离。
[0026] 又如，步骤（3）中，所述汇流排为预成型，焊接时搁置在梳板的顶面。
[0027] 即预先依据极耳的尺寸铸焊出汇流排，预成型的汇流排具有与极耳相配合的卡槽，将极耳伸入卡槽中后，汇流排与梳板的顶面相接触，然后将极耳和汇流排相焊接。[0028] 为了提高步骤（1）中多块极板间隔排布定位的效率，优选地，步骤（1）中，通过夹具将多块极板间隔排布定位。
[0029] 依据电池规格的不同，电池可能由多个电池单格构成，优选地，所述极以及对应的电池单格为
多个，各极放入对应的电池单格后，在需要电路连接的两个汇流排之间焊接过桥，然后再向各电池单格中注入胶体电解液。
[0030] 胶体电解液可以采用现有技术，胶体电解液配置完成后，维持胶体电解液的温度为0～15℃，使得电池在后续的化成过程中，温升始终维持在30～40℃，利于胶体电解液的均匀分布，便于电池化成的进行。
[0031] 注入胶体电解液时采用一次定量注入，依据电池规格的不同，注入的胶体电解液的量也不同，按照每安时容量加入10～15mL胶体电解液换算得到。
[0032] 作为优选，向电池单格中注入胶体电解液时，对电池单格抽真空，真空度为-0.06～-0.08Mpa。
[0033] 由于极板中具有孔隙，进行抽真空操作时，真空度抽至所述的-0.06～-0.08Mpa 后，经过一定时间后，真空度可能会下降，为了保持真空度的稳定，需要进行多次抽真空操作，优选地，抽真空的操作次数为2～8次，每次间隔3～8分钟。
[0034] 在化成充电时，为了维持胶体电解液的均匀稳定，优选地，化成充电时，在循环水
槽内进行，循环水温度为20～30℃。
[0035] 化成充电时，充电总电量以及充电总时间依据电池规格的不同进行选择。[0036] 在化成充电过程中，为了保证电池单格内气体的有效排出，致使胶体电解液有效地参与化成，提高电池化成的效率，保证电池的一致性，优选地，化成充电时，保持电池单格内的真空度为-0.02～-0.06Mpa。
[0037] 化成充电时，对电池单格进行抽真空操作，可以采用真空表监控电池单格内的真空度，为了降低成本，也可以采用多次抽真空操作，例如进行2～6次抽真空操作，每次都将电池单格内的真空度提升至-0.02～-0.06Mpa，保证将电池单格内的气体完全排出。[0038] 作为优选，化成充电时，电池单格的上方密封连接有富液壶，该富液壶的顶面密封插接有缓冲壶，所述缓冲壶的顶面设有用于连接真空泵的真空管，真空管上设有阀门。所述缓冲壶或者真空管还接有用于控制所述阀门的真空表。
[0039] 对电池单格进行抽真空操作时，真空度下降后，电池单格内的胶体电解液可能逸出电池单格，电池单格上方连接的富液壶和缓冲壶能够暂存逸出的胶体电解液，便于抽真空操作的进行。
[0040] 本发明胶体电池的制作方法，可操作性强，无需倒酸工序，化成结束后无需抽酸操作，能够增加电池极板的面积，降低电池的内阻，延长电池的使用寿命，将胶体电池的重量比能量至少提升5%。
附图说明
[0041] 图1（a）、图1（b）为本发明胶体电池的制作方法中，化成充电时的抽真空示意图；[0042] 图2为现有技术中的极的示意图；
[0043] 图3为本发明制备的胶体电池中极的示意图。
具体实施方式
[0044] 为了进一步阐述本发明，下面结合实施案例对本发明优选的方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为了进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。
[0045] 以本公司（天能电池集团有限公司）生产的6-EVFJ-150为例，采用现有技术与本发明方法各制作一组电池，进行对比。
[0046] A组：采用本发明提供的方法，具体包括以下步骤：
[0047] （1）采用申请公告号为CN103035884A的发明中实施例1公开的方法对生极板进行预处理，具体操作为：将生极板完全浸入密度为1.08g/mL(25℃)的稀硫酸中，稀硫酸温度维持在10℃，正极板浸泡时间为80分钟，负极板浸泡时间在40分钟；
[0048] 浸泡完成后，各生极板摆放在固化架上(方式同涂板收片放于固化架上)，进入干燥室，采用温度分段式干燥，第一段45℃×3h，第二段65℃×6h，第三段35℃×3h。[0049] （2）步骤（1）生极板预处理完毕后，利用夹具将多块生极板间隔排布，其中正极板9块，负极板10块，向极性相同的极板的极耳之间插入梳板，梳板的底面抵靠极板的顶沿；[0050] （3）将预成型的汇流排搁置在梳板的顶面，将汇
流排与极耳相焊接；
[0051] （4）在相邻的极板间插入隔板得到极；
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