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

【技術領域】
[0001]本發明涉及一種鉛酸蓄電池負極鉛膏及其制作方法，屬于鉛酸蓄電池制作【技術領域】。

【背景技術】
[0002]日趨嚴峻的環境問題使新能源產業備受關注，具有啟停、加速、剎車回收功能的輕混動力汽車獲得了全球性的重視和發展。這對于作為能量儲存和轉換核心器件的蓄電池在部分荷電狀態下的充電接受能力和壽命都有嚴格的要求。鉛酸電池放電階段，正極二氧化鉛半導體和負極金屬鉛同硫酸反應形成不導電的硫酸鉛，且伴隨轉變過程正負極都存在一定的體積膨脹。在重復的充放電過程中，負極硫酸鉛的積累會造成極板電導率降低、活性物質孔隙率下降以及局部酸密度降低，嚴重影響蓄電池壽命。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，大多數研發團隊致力于在獲得電池放電容量最大化、實現蓄電池的深度放電，在充放循環過程中盡可能高的保持電池容量。實現電池放電容量最大化所面臨的技術挑戰包含促進生成反應物到達反應活性位的通道，達到這一目標必須滿足:(I)、高比表面積的活性固態反應物；(2)、在電解質溶液中各活性組分具有足夠高的通量，縮短擴散路徑；
[3]、阻抗低，保證電流通暢。值得注意的是，負極板的硫酸鹽化是鉛酸蓄電池在高倍率部分荷電狀態下運行壽命的重要限制因素。常用的改進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下的壽命，從而滿足應用需求?，F有技術中，一般采用石墨化碳、膨脹碳、A1203、T12等多種負極添加劑用于緩解負極硫酸鹽的積累，但效果并不理想。


【發明內容】

[0004]本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種能有效提高電池在部分荷電狀態下循環壽命的鉛酸蓄電池負極鉛膏及其制作方法。
[0005]本發明所采用的技術方案是:
鉛酸蓄電池負極鉛膏，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]本發明技術方案的另一方面是，所述鉛酸蓄電池負極鉛膏的制作方法操作步驟如下:
(O備料:按各組分的質量配比，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內預混5~1min ；
(3)干混:預混結束后加入鉛粉，打開和膏冷卻系統，干混4~7min；
(4)濕混:干混結束后加入去離子水攪拌均勻,濕混4~7min；
(5)酸混:濕混結束后加入硫酸，攪拌9~12min，控制和膏機內溫度為55~65°C；
(6)出膏:酸混結束后，冷卻至45°C以下時出膏，
上述步驟(2)至(5)中，攪拌轉速為100~800r/min。
[0008]本發明的重要特征在于在負極鉛膏中添加了活性炭黑和氣相二氧化硅，同時提供了該鉛膏的制備方法。加入活性炭黑，可以降低活性物質間的接觸電阻，提高極板的導電性，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，提高氧循環效率，同時使負極活性物質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下的循環壽命。本發明提供的制作方法，操作規范，工藝合理，能保證產品質量，適合批量生產。

【具體實施方式】
[0009]下面通過實施例對本發明作進一步說明。
[0010]實施例1、2和3中，試驗電池用負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:

【權利要求】
1.一種鉛酸蓄電池負極鉛膏，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.按權利要求1所述鉛酸蓄電池負極鉛膏，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.—種如權利要求1所述鉛酸蓄電池負極鉛膏的制作方法，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內預混5?1min ； (3)干混:預混結束后加入鉛粉，打開和膏冷卻系統，干混4?7min； (4)濕混:干混結束后加入去離子水攪拌均勻,濕混4?7min； (5)酸混:濕混結束后加入硫酸，攪拌9?12min，控制和膏機內溫度為55?65°C； (6)出膏:酸混結束后，冷卻至45°C以下時出膏， 上述步驟(2)至(5)中，攪拌轉速為100?800r/min。
【文檔編號】H01M4/62GK104167545SQ201410362345
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2014年7月28日 優先權日:2014年7月28日
【發明者】熊斌, 吳宏亮 申請人:雙登集團股份有限公司