[发明专利]一种环保电极材料加工装置及制作方法

说明书

技术领域

本发明属于环保电池加工设备设计领域，特别是涉及一种环保电极材料加工装置及制作方法。

背景技术

随着我国经济的飞速发展，科技的不断进步，人们环保意识的增强，环保材料现阶段得到了广泛的应用，不断的改善人们居住环境和工作环境。根据材料的广泛应用，我国逐渐建成了相对具有一定规模，品种门类比较齐全的制作工业体系，生产出环保、工艺、造型设计、色彩、美学于一体的环保电极材料。从而提高了居民生活空间的环保要求，环保电池极具发展潜能节能减排背景下,环保动力电池极具发展动能。自主创新、节能减排与结构调整将是转变经济发展方式的关键。

环保电池，是指近年来已投入使用或正在研制、开发的一类高性能、无污染电池。目前已经大量使用的金属氢化物镍蓄电池、锂离子蓄电池和正在推广使用的无汞碱性锌锰原电池和可充电电池以及正在研制、开发的锂或锂离子塑料蓄电池和燃料电池等都属于这一范畴。此外，目前已广泛应用并利用太阳能进行光电转换的太阳电池（又称光伏发电），也可列入这一范畴。

金属氢化物镍蓄电池与镉镍蓄电池有相同的工作电压（1.2v），但由于采用稀土合金或合金贮氢材料作为负极活性物质，取代了致癌物质镉，不仅使这种新型电池成为一种绿色环保电池，而且使电池的比能量提高了近40%，达到60-80wh/kg和210-240wh/l。这种电池是90年代初逐步实现产业化，并且首先使用于手机电池。虽然它在手机上的主导地位逐步被锂离子电池取代，但是在欧美手机应用中，其市场占有率仍在50%左右。

锂塑料蓄电池是金属锂为负极，导电聚合物作电解质的新型电池，其比能量已达到170wh/kg和350wh/l。锂离子塑料蓄电池则是将锂离子蓄电池中的有机电解液贮存于一种聚合物膜中，或是使用导电聚合物为电解质，使电池中无游离电解液。这种电池可以用铝塑料复合膜实现热压封装，具有重量轻、形状可任意改变，安全性更好的特点

锂离子蓄电池系由可使锂离子嵌入及脱嵌的碳作负极，可逆嵌锂的金属氧化物作正极和有机电解质构成，其工作电压为3.6v，因此一个锂离子电池相当于三个镉镍或金属氢化物镍电池。由此这种电池的比能量是可以超过100wh/kg和280wh/l，又大大超过了金属氢化物镍蓄电池的比能量。鉴于以上优点，自1993-2000年短短的几年中，其生产量和使用量以极高的速度增长。

1992年日本索尼公司发明了以炭材料为负极，以含锂的化合物作正极的锂电池，在充放电过程中，没有金属锂存在，只有锂离子，这就是锂离子电池。随后，锂离子电池革新了消费电子产品的面貌。此类以钴酸锂作为正极材料的电池，至今仍是便携电子器件的主要电源。1996年Padhi和Goodenough发现具有橄榄石结构的磷酸盐，如磷酸铁锂(LiFePO4)，比传统的正极材料更具安全性，尤其耐高温，耐过充电性能远超过传统锂离子电池材料。

纵观电池发展的历史，可以看出当前世界电池工业发展的三个特点，一是绿色环保电池迅猛发展，包括锂离子蓄电池、氢镍电池等；二是一次电池向蓄电池转化，这符合可持续发展战略；三是电池进一步向小、轻、薄方向发展。在商品化的可充电池中，锂离子电池的比能量最高，特别是聚合物锂离子电池，可以实现可充电池的薄形化。正因为锂离子电池的体积比能量和质量比能量高，可充且无污染，具备当前电池工业发展的三大特点，因此在发达国家中有较快的增长。电信、信息市场的发展，特别是移动电话和笔记本电脑的大量使用，给锂离子电池带来了市场机遇。而锂离子电池中的聚合物锂离子电池以其在安全性的独特优势，将逐步取代液体电解质锂离子电池，而成为锂离子电池的主流。聚合物锂离子电池被誉为“21世纪的电池”，将开辟蓄电池的新时代，发展前景十分乐观。

燃料电池则是一种利用燃料（如氢气或含燃料）和氧化剂（如纯氧或空气中的氧）直接连续发电的装置，由于避开了卡诺循环的限制，这种发电装置不仅效率高（电化学反应转换效率可高达40%以上），且无污染气体排出，因此是未来的高效和清洁发电方式。国内外许多公司都在致力于发展适合手机、笔记本计算机的理想燃料电池，一旦投入应用，其经济效益极大。