碳纖維復合材料蓄電池的組裝方法技術

本發明專利技術公開了一種碳纖維復合材料蓄電池的組裝方法，包括連接件的制備和連接件的連接，所述連接件由碳纖維復合材料制備而成；所述連接件的連接采用超聲波焊接進行連接。本發明專利技術的組裝方法克服了傳統鉛酸蓄電池的缺陷，采用碳纖維復合材料取代鉛做成極耳、接線柱、匯流排/跨橋，減少用鉛量；連接件的連接采用超聲波焊接工藝代替乙炔、氧氣的氣體燒焊工藝，降低焊接過程對環境污染，改善工作環境，保護工人身體健康。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及蓄電池材料領域，特別是涉及一種。
技術介紹
鉛酸蓄電池應用的，至今已有150年歷史。雖然鉛酸蓄電池有污染大，體積大，重量大，充電慢的缺點；但對于其它類型蓄電池來講，也有成本低，安全、容量大的優點。因此， 鉛酸蓄電池仍然在各行各業廣泛應用。目前市面大量使用的傳統鉛酸蓄電池工藝流程是用鉛制鑄造板柵；經過涂膏，做成極板；把正極板和負極板用AGM或PE等絕緣材料進行包板；按正負相間組片，裝入每個電池格中；再經焊接、密封、接線柱焊接、二次密封、氣密檢測、短路檢測、灌酸、充電、清潔、 打碼、包裝等等工序，最后出廠。傳統鉛酸蓄電池每個電池格的電壓是2V，在組片、焊接步驟中，為了增大電壓，通常根據電池需要電壓，把若干個2V電池格串聯。為了增大容量(電流)，通常根據電池需要容量把若干個2V電池格內的正、負極板分別并聯。無論是要增大電壓，或要增大容量(電流)， 通常根據電池需要電壓、容量(電流)，都要把需要連接地方先澆注好接線柱、匯流排/跨橋， 然后使用乙炔、氧氣、空氣壓縮機進行燒焊。在焊接步驟中，端板至接線柱也是使用乙炔、氧氣、空氣壓縮機進行燒焊。接線柱、匯流排/跨橋的制作工序中，需先把鉛融化，倒入模具來鑄造部件，會產生了大量的鉛蒸汽；在燒焊時，也會產生大量的鉛蒸汽；并且在燒焊時產生高溫，帶來安全隱患。傳統鉛酸蓄電池組裝工藝流程見圖1。鉛蒸汽對人體健康帶來極大損害。2010年我國發生了多起大人、小孩鉛中毒惡性事件，引起全社會高度關注， 強烈要求整頓蓄電池行業。針對鉛酸電池對環境造成的嚴重污染，危害人民身體健康；為貫徹落實國務院《關于加強重金屬污染防治工作的指導意見》(國辦發〔2009〕61號)，推動電池行業重金屬污染的綜合預防，整頓蓄電池行業；國家工信部在 2010年11月26日發布了《電池行業重金屬污染綜合預防方案》意見征集，提出鉛酸蓄電池的發展方向。傳統鉛酸蓄電池的板柵、連接件均用鉛量制造，重量重，污染大，限制了蓄電池行業的發展。傳統鉛酸電池工藝流程請見附圖1，其中鉛條切粒、熱鑄板柵、匯流排氣體焊接、 跨橋氣體焊接、端子氣體焊接、灌硫酸電解液等工序是傳統鉛酸電池污染最大的工序。
技術實現思路
基于此，本專利技術的目的是提供一種。具體的技術方案如下一種，包括連接件的制備和連接件的連接，所述連接件由碳纖維復合材料制備而成；所述連接件的連接采用超聲波焊接進行連接。 在其中一些實施例中，所述碳纖維復合材料由重量百分比為45_55wt% 15-25wt% 25-35wt%的塑料PP :活性聚合物碳纖維混合而得。在其中一些實施例中，所述碳纖維復合材料由重量百分比為45wt% :22wt% : 33wt%的塑料PP :活性聚合物碳纖維混合而得。在其中一些實施例中，所述活性聚合物為聚苯胺。活性聚合物聚苯胺是具有共軛π鍵的聚合物經化學和電化學“摻雜”后形成的， 通過“摻雜”使其電導率從絕緣體范圍轉入導體范圍。它與普通樹脂PP制成共混“導電塑料合金”。它具有導電性在大范圍內可調、力學性能好、易加工成型、耐酸等特點。添加碳纖維后，導電性能進一步提高，常溫下電導率達到105/Ω ·Π1。在其中一些實施例中，所述連接件包括極耳、接線柱、匯流排、跨橋。在其中一些實施例中，所述連接件的電導率≥103/Ω · m0本專利技術的目的是針對鉛酸蓄電池焊接工藝流程的缺陷，對鉛酸電池連接方式進行全面創新。根據我們碳纖維復合材料板柵的材料結構，提出了用碳纖維復合材料板柵的材料取代鉛做成連接件(接線柱、匯流排/跨橋);連接件之間的連接用超聲波焊接工藝取代用乙炔、氧氣的氣體燒焊工藝。用碳纖維復合材料制備得到的碳纖維復合極耳、接線柱、匯流排/跨橋的電導率≥IO3/Ω ·πι，與鉛的電導率相近，可作為極間連接用。本專利技術繼承了傳統鉛酸蓄電池的優點，克服了傳統鉛酸蓄電池的缺陷。用碳纖維復合材料板柵的材料取代鉛做成的接線柱、匯流排/跨橋，減少用鉛量，去除焊接過程對環境污染；降低工人的勞動強度，改善工作環境，保護工人身體健康。碳纖維復合材料膠體蓄電池組裝工藝流程見圖2，其中碳纖維復合材料造粒、注塑板柵、匯流排超聲波焊接、跨橋超聲波焊接、端子超聲波焊接、灌膠體電解液等步驟是對傳統鉛酸電池相應工序的改進。碳纖維復合材料做成的接線柱、匯流排/跨橋的連接件、極耳(碳纖維復合材料板柵帶有)都是用碳纖維復合材料制作，是同質材料，因此可用超聲波焊接方式，實現2V電池格并聯和若干個2V電池格串聯，做成各種不同電流、電壓規格的蓄電池。超聲波焊接設備的工作原理是超聲波發生器產生15kHz的高壓、高頻電信號，通過換能器系統，把電信號轉換為高頻機械振動，加于塑料制品工件上，通過工件表面摩擦而使接口的溫度升高，當溫度達到工件本身的熔點時，時，使接口迅速熔化，繼而填充了接口間的空隙。當振動停止時，工件在一定壓力下冷卻定形。超聲波焊接設備適合我們特有的碳纖維復合材料板柵極耳、接線柱、匯流排/跨橋焊接，接點可承受較大拉力。市面上的超聲波焊機焊頭一般是固定的，不能移動，需把固定的焊頭改為可移動式的手握焊鉗，才能在電池的焊接工作面上焊接。需要串聯時，前一個2V電池格的負極板和后一個2V電池格的正極板的極耳用碳纖維復合材料做成的跨橋以超聲波焊方式焊接，使多個2V電池格串聯；如果要加大容量， 則在2V電池格，用碳纖維復合材料做成的匯流排分別把正極板與正極板，負極板與負極板的極耳以超聲波焊接方式焊接，實現并聯。碳纖維復合材料匯流排/跨橋設計為一體，通過超聲波焊接，實現串聯、并聯的功倉泛。所述極板連接步驟中，當相鄰的2V電池格需要串聯連接時，將所述相鄰的正、負極耳、跨橋用超聲波焊接；當2V電池格內的極板需要并聯連接時，使用超聲波焊接機，通過匯流排，分別把電池格內的正、負極耳焊接在一起。本專利技術的組裝方法有以下優點1.用熱注塑方法生產碳纖維復合材料做成的極耳、接線柱、匯流排/跨橋的連接件工藝簡單，不產生污染。而用鉛制造接線柱、匯流排/跨橋過程中產生鉛蒸汽，工作環境差。2.連接件的連接采用超聲波焊接方式取代用乙炔、氧氣的氣體燒焊方式；去除焊接過程對環境污染，降低工人的勞動強度，改善工作環境，保護工人身體健康。3.以碳纖維復合材料做成的接線柱、匯流排/跨橋取代鉛，減少用鉛量。當相鄰的2V電池格需要連接時(串聯)，將所述相鄰的極耳、跨橋以超聲波焊連接；當2V電池格內的極板需要連接時(并聯)，使用超聲波焊把匯流排、極耳焊接在一起。4.傳統鉛酸蓄電池的匯流排、跨橋、接線柱用鉛量為5%以上。采用本專利技術的碳纖維復合材料取代鉛匯流排、跨橋、接線柱，用鉛量減少了 5%以上，減少污染。本裝配方法比傳統鉛酸蓄電池裝配方法簡單、工藝可靠、提高了工作效率。附圖說明圖1為傳統鉛酸電池組裝工藝流程圖，其中鉛條切粒、熱鑄板柵、匯流排氣體焊接、跨橋氣體焊接、端子氣體焊接、灌硫酸電解液步驟是傳統鉛酸電池工藝污染最大的工序;圖2為碳纖維復合材料蓄電池組裝工藝流程圖，其中碳纖維復合材料造粒、注塑板柵、匯流排超聲波焊接、跨橋超聲波焊接、端子超聲波焊接、灌膠體電解液等步驟是對傳統鉛酸電池相應工序的改進；圖3為碳纖維復合材料匯流排/跨橋外形的示意圖；附圖3為實例的負匯流排，有 4片負匯流排與負極耳連接的匯流片，正極板用匯流排為3片與正極耳連接的匯流本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種碳纖維復合材料蓄電池的組裝方法，其特征在于，包括連接件的制備和連接件的連接，所述連接件由碳纖維復合材料制備而成；所述連接件的連接采用超聲波焊接進行連接。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：陳勝榮，方鯤，梅中洪，鄭國權，
申請(專利權)人：廣州神力能源科技有限公司，
類型：發明
國別省市：