鉛酸蓄電池負(fù)極鉛膏及其制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種鉛酸蓄電池負(fù)極鉛膏及其制作方法，改進(jìn)之處在于負(fù)極鉛膏中添加了活性炭黑和氣相二氧化硅，各組分有科學(xué)合理的配比，并且制作方法中操作步驟和工藝參數(shù)更加規(guī)范完善。由本發(fā)明制作的負(fù)極鉛膏做成的鉛酸蓄電池具有更高的活性物質(zhì)利用率和感應(yīng)電流效率，在部分荷電狀態(tài)下的充放電循環(huán)次數(shù)超過600次，明顯優(yōu)于現(xiàn)有電池。
【專利說明】鉛酸蓄電池負(fù)極鉛膏及其制作方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種鉛酸蓄電池負(fù)極鉛膏及其制作方法，屬于鉛酸蓄電池制作【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]日趨嚴(yán)峻的環(huán)境問題使新能源產(chǎn)業(yè)備受關(guān)注，具有啟停、加速、剎車回收功能的輕混動(dòng)力汽車獲得了全球性的重視和發(fā)展。這對于作為能量儲(chǔ)存和轉(zhuǎn)換核心器件的蓄電池在部分荷電狀態(tài)下的充電接受能力和壽命都有嚴(yán)格的要求。鉛酸電池放電階段，正極二氧化鉛半導(dǎo)體和負(fù)極金屬鉛同硫酸反應(yīng)形成不導(dǎo)電的硫酸鉛，且伴隨轉(zhuǎn)變過程正負(fù)極都存在一定的體積膨脹。在重復(fù)的充放電過程中，負(fù)極硫酸鉛的積累會(huì)造成極板電導(dǎo)率降低、活性物質(zhì)孔隙率下降以及局部酸密度降低，嚴(yán)重影響蓄電池壽命。此外，電池失水和局部熱失控同樣也可以加速電池失效。
[0003]目前，大多數(shù)研發(fā)團(tuán)隊(duì)致力于在獲得電池放電容量最大化、實(shí)現(xiàn)蓄電池的深度放電，在充放循環(huán)過程中盡可能高的保持電池容量。實(shí)現(xiàn)電池放電容量最大化所面臨的技術(shù)挑戰(zhàn)包含促進(jìn)生成反應(yīng)物到達(dá)反應(yīng)活性位的通道，達(dá)到這一目標(biāo)必須滿足:(I)、高比表面積的活性固態(tài)反應(yīng)物；(2)、在電解質(zhì)溶液中各活性組分具有足夠高的通量，縮短擴(kuò)散路徑；
[3]、阻抗低，保證電流通暢。值得注意的是，負(fù)極板的硫酸鹽化是鉛酸蓄電池在高倍率部分荷電狀態(tài)下運(yùn)行壽命的重要限制因素。常用的改進(jìn)方法是通過改變蓄電池的鉛膏配方提高蓄電池部分荷電狀態(tài)下的壽命，從而滿足應(yīng)用需求?，F(xiàn)有技術(shù)中，一般采用石墨化碳、膨脹碳、A1203、T12等多種負(fù)極添加劑用于緩解負(fù)極硫酸鹽的積累，但效果并不理想。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種能有效提高電池在部分荷電狀態(tài)下循環(huán)壽命的鉛酸蓄電池負(fù)極鉛膏及其制作方法。
[0005]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:
鉛酸蓄電池負(fù)極鉛膏，含有鉛粉、短纖維、硫酸、去離子水、硫酸鋇、木素、腐植酸，其改進(jìn)之處是該鉛膏中添加活性炭黑和氣相二氧化硅，各組分的重量百分比為:活性炭黑1%?3%,氣相二氧化硅0.15%?0.25%、鉛粉76%?79%，短纖維0.2%?0.3%,硫酸9%?12%，去離子水8%?10%，硫酸鋇0.5%?1%，木素0.05%?0.1%，腐植酸0.3%?0.4%。
[0006]所述硫酸的比重量為0.35?1.45g/cm3,所述鉛粉的氧化度為75%?80%，所述活性炭黑的比表面積為400?1000m2/g，所述氣相二氧化硅的比表面積為150?300m2/g。
[0007]本發(fā)明技術(shù)方案的另一方面是，所述鉛酸蓄電池負(fù)極鉛膏的制作方法操作步驟如下:
(O備料:按各組分的質(zhì)量配比，稱取活性炭黑、氣相二氧化硅、鉛粉、短纖維、硫酸、去離子水、硫酸鋇、木素、腐植酸備用；
(2)預(yù)混:將活性炭黑、氣相二氧化硅、硫酸鋇、短纖維、木素、腐植酸共同加入和膏機(jī)內(nèi)預(yù)混5~1min ；
(3)干混:預(yù)混結(jié)束后加入鉛粉，打開和膏冷卻系統(tǒng)，干混4~7min；
(4)濕混:干混結(jié)束后加入去離子水?dāng)嚢杈鶆?濕混4~7min；
(5)酸混:濕混結(jié)束后加入硫酸，攪拌9~12min，控制和膏機(jī)內(nèi)溫度為55~65°C；
(6)出膏:酸混結(jié)束后，冷卻至45°C以下時(shí)出膏，
上述步驟(2)至(5)中，攪拌轉(zhuǎn)速為100~800r/min。
[0008]本發(fā)明的重要特征在于在負(fù)極鉛膏中添加了活性炭黑和氣相二氧化硅，同時(shí)提供了該鉛膏的制備方法。加入活性炭黑，可以降低活性物質(zhì)間的接觸電阻，提高極板的導(dǎo)電性，防止硫酸鉛晶體生長，抑制極板的硫酸鹽化；加入氣相二氧化硅，可有效防止電池失水，提高氧循環(huán)效率，同時(shí)使負(fù)極活性物質(zhì)和板柵直接具有更好的連接性。綜合效果是有效提高了電池在部分荷電狀態(tài)下的循環(huán)壽命。本發(fā)明提供的制作方法，操作規(guī)范，工藝合理，能保證產(chǎn)品質(zhì)量，適合批量生產(chǎn)。

【具體實(shí)施方式】
[0009]下面通過實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0010]實(shí)施例1、2和3中，試驗(yàn)電池用負(fù)極鉛膏中添加活性炭黑和氣相二氧化硅，鉛膏各成分及含量(重量百分比)如表1。
[0011]表1:

【權(quán)利要求】
1.一種鉛酸蓄電池負(fù)極鉛膏，含有鉛粉、短纖維、硫酸、去離子水、硫酸鋇、木素、腐植酸，其特征是該鉛膏中添加活性炭黑和氣相二氧化硅，各組分的重量百分比為:活性炭黑1%?3%，氣相二氧化硅0.15%?0.25%、鉛粉76%?79%，短纖維0.2%?0.3%,硫酸9%?12%,去離子水8%?10%，硫酸鋇0.5%?1%，木素0.05%?0.1%，腐植酸0.3%?0.4%。
2.按權(quán)利要求1所述鉛酸蓄電池負(fù)極鉛膏，其特征是所述硫酸的比重為0.35?1.45g/cm3，所述鉛粉的氧化度為75%?80%，所述活性炭黑的比表面積為400?1000m2/g，所述氣相二氧化硅的比表面積為150?300m2/g。
3.—種如權(quán)利要求1所述鉛酸蓄電池負(fù)極鉛膏的制作方法，其特征是操作步驟如下: (O備料:按各組分的質(zhì)量配比，稱取活性炭黑、氣相二氧化硅、鉛粉、短纖維、硫酸、去離子水、硫酸鋇、木素、腐植酸備用； (2)預(yù)混:將活性炭黑、氣相二氧化硅、硫酸鋇、短纖維、木素、腐植酸共同加入和膏機(jī)內(nèi)預(yù)混5?1min ； (3)干混:預(yù)混結(jié)束后加入鉛粉，打開和膏冷卻系統(tǒng)，干混4?7min； (4)濕混:干混結(jié)束后加入去離子水?dāng)嚢杈鶆?濕混4?7min； (5)酸混:濕混結(jié)束后加入硫酸，攪拌9?12min，控制和膏機(jī)內(nèi)溫度為55?65°C； (6)出膏:酸混結(jié)束后，冷卻至45°C以下時(shí)出膏， 上述步驟(2)至(5)中，攪拌轉(zhuǎn)速為100?800r/min。
【文檔編號(hào)】H01M4/62GK104167545SQ201410362345
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2014年7月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月28日
【發(fā)明者】熊斌, 吳宏亮 申請人:雙登集團(tuán)股份有限公司