[其他]碳纖維復合聚乙炔N型電池無效
| 申請號: | 87103075 | 申請日: | 1987-04-23 |
| 公開(公告)號: | CN87103075A | 公開(公告)日: | 1988-04-13 |
| 發明(設計)人: | 魏月貞;孫強;楊永;王佛松;趙曉紅 | 申請(專利權)人: | 哈爾濱工業大學 |
| 主分類號: | H01M4/04 | 分類號: | H01M4/04 |
| 代理公司: | 哈爾濱工業大學專利事務所 | 代理人: | 劉景祥 |
| 地址: | 黑龍江省哈*** | 國省代碼: | 黑龍江;23 |
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| 摘要: | |||
| 搜索關鍵詞: | 碳纖維 復合 乙炔 電池 | ||
本發明屬于化學電源制造技術領域。
“塑料N型電池”是用導電高分子材料作為電極材料的電池。用聚乙炔作為電極材料制造的塑料電池具有比能量、比功率高的特點,可用于電動汽車,電站調解等方面,成為新一代化學電源。
當前,國內外對于聚乙炔電池的研究一般是將純聚乙炔膜作為電池電極,純聚乙炔膜強度很低,特別是純的聚乙炔膜很脆易斷裂,難以構成N型電池。國外曾報導用不同纖維材料對聚乙炔進行增強,但是僅是通過機械的方法來增強,其組成的N型電池實際性能也較差。
本發明的目的在于改善聚乙炔電極材料的導電性能、整體電流分布、強度、抗氧化能力,由合成的碳纖維復合聚乙炔膜作為電極材料的N型電池便可達到完成發明目的。
“塑料N型電池”不需充電可直接放電,在放電過程中聚乙炔進行電化學還原反應(N型摻雜過程),碳纖維在復合電極材料中起了集流體的作用。在合成碳纖維復合聚乙炔電極材料過程中,采用等離子體處理法對碳纖維表面進行予處理,使碳纖維與聚乙炔有較緊密的結合,從而使碳纖維充分起到了集流體的作用,因此碳纖維復合聚乙炔作為電極材料的N型電池具有較高的比能量和比容量。
碳纖維復合聚乙炔電極材料的合成及組成的N型電池工藝如下:
一、碳纖維復合聚乙炔電極材料的合成。
碳纖維布經二甲基甲胺浸泡后用丙酮洗滌烘干后放入冷等離子發生器中,在氬氣氣氛中(壓力0.1-1乇),按給定功率(100-400瓦)處理10-30分鐘,移入聚合瓶中,加入催化劑(甲苯∶鈦酸丁酯∶三乙基鋁=4.75×10∶1.6體積比),于室溫下陳化40-120分鐘后,在-78℃下通入乙炔氣進行聚合即得到碳纖維復合聚乙炔。碳纖維布為石墨化纖維布,單位面積重量可在2.0-1.5毫克/厘米2。
二、N型電池組裝
用碳纖維復合聚乙炔作為電池的正極組成的N型電池如圖所示。(1)(2)電極引線(鎳絲)(3)電解液(1MLiClO4/THF)(4)聚丙烯氈膈膜(5)鋰電極(6)碳纖維復合聚乙炔電極(7)外殼(8)密封材料。
實施例:
按照前面所述的方法合成碳纖維復合聚乙炔電極材料。碳纖維單位面積重量為2.0毫克/厘米2。處理碳纖維的氬氣壓力為0.5乇冷等離子發生器的功率為300W,處理時間為15分鐘。聚合所加催化劑為甲苯4.75ml,鈦酸丁酯1.0ml,三乙基鋁1.6ml,乙炔最初壓力為600mmHg,聚合時間為60分鐘,所得碳纖維復合聚乙炔中單位面積聚乙炔含量為2.5mg/cm2。取2.0cm2的碳纖維復合聚乙炔作為電池正極,2.0cm2的0.04cm2厚的鋰片作為負極組成電池,加入0.5ml的電解液后密封。短路電流為8.5mA/cm2。開路電壓為2.8V。以0.25mA/cm2進行放電至0.5V,則電池比能量為582wh/kg,比容量為520Ah/kg,碳纖維復合聚乙炔中聚乙炔的電化學摻雜度為29.1mol%。
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