本發明涉及鉛酸蓄電池技術領域,特別是用于常溫和高溫環境下的一種儲能鉛酸蓄電池鉛膏及制備方法。
背景技術:
鉛酸蓄電池已經有130 年的歷史,具有性能可靠,生產工藝成熟,較鎳氫電池和鋰電池成本低等優點。密封式鉛酸電池是將正、負極板交錯疊放排列在電池殼內,正、負極板之間用絕緣隔板進行隔離,當電解液充入電池殼內,電解液與正、負極板上的鉛進行化學反應。當電池充電時,正、負兩極板上的硫酸鉛與硫酸發生反應,生成二氧化鉛和金屬鉛,使電解液中的硫酸濃度不斷增加,電壓上升,積蓄能量;放電時,正極板中的二氧化鉛和負極板上的鉛與電解液中的硫酸發生反應變成硫酸鉛,使電解液中的硫酸濃度不斷降低,電壓下降,使得能量降低,電池對外輸出能量,故電池的循環充放電是電能和化學能不斷轉換的一個過程,最終實現能量的存儲和釋放。
目前儲能蓄電池是應用于太陽能、風能等新能源領域的核心部件,蓄電池的性能和質量直接關系到儲能系統的正常運轉,而蓄電池的性能和質量則主要受鉛膏配方的影響。現有的鉛酸蓄電池鉛膏及制備方法不能滿足儲能鉛酸蓄電池的使用要求。
技術實現要素:
本發明要解決的技術問題是:提供一種儲能鉛酸蓄電池鉛膏,解決儲能鉛酸蓄電池耐過放電性能和充電接收能力差的問題,滿足內化成充電的要求,提高其常溫和高溫環境下使用壽命。本發明要解決的另一個技術問題是提供這種儲能鉛酸蓄電池鉛膏的制備方法。
本發明通過以下技術方案來實現:
一種儲能鉛酸蓄電池鉛膏,包括正極鉛膏和負極鉛膏,其改進之處在于:所述的正極鉛膏按重量百分比由下列原料組成:
稀硫酸 5.96%~ 6.5%
去離子水 10.39%~10.5%
膠體石墨 0.09%~ 0.12%
紅丹 6.5%~7%
聚酯短纖維 0.07%~ 0.1%
其余為鉛粉;
所述的負極鉛膏按重量百分比由下列原料組成:
稀硫酸 5.43% ~ 6 %
去離子水 10.4 % ~10.5 %
硫酸鋇 0.45%~ 0.55%
腐植酸 0.2%~ 0.25%
木素磺酸鈉 0.1%~ 0.15%
石墨 0.8%~ 1%
活性炭 0.8%~ 1%
聚酯短纖維 0.07%~0.1%
其余為鉛粉。
所述鉛粉為島津鉛粉,氧化度在72%~78%,所述稀硫酸密度為1.1~1.4g/cm3。
一種儲能鉛酸蓄電池鉛膏的制備方法,其改進之處在于:按上述正、負極鉛膏的組成配比備料后,將正極鉛膏中的紅丹、膠體石墨和聚酯短纖維以及負極鉛膏中的腐植酸、硫酸鋇、木素磺酸鈉、石墨、活性炭和聚酯短纖維分別加入全自動和膏機內,邊放鉛粉邊攪拌,放完鉛粉后干攪拌3~5min,然后以最快速度邊放去離子水邊攪拌,加完去離子水后繼續攪拌5min,然后加稀硫酸,在10~15min 加完,邊加邊攪拌,并設定溫度達到70℃后維持3分鐘后開啟冷卻水、除塵風機和冷卻風門,持續5~10分鐘,使和膏過程產生大量4BS;隨后,繼續攪拌12~15min,然后測定鉛膏視密度,正極鉛膏視密度要求4.4~4.5g/cm3,負極鉛膏視密度要求4.2~ 4.3g/cm3,符合要求后,出膏,且出膏的溫度要小于45℃。
根據以上技術方案,正極鉛膏中加入紅丹,可以提高蓄電池內化成的充電效率,提升蓄電池的初容量;加入膠體石墨能顯著提高正極鉛膏的導電性;
負極鉛膏中加入腐植酸可顯著提高蓄電池的充電接受能力;加入石墨和活性炭能顯著改善活性物質的導電性,提高活性物質的孔率和提升蓄電池的充電接受能力;
本發明的有益效果是:由本發明提供的鉛膏配方及其制備方法制得的鉛膏,制成蓄電池后,具有較高的初始容量和常溫、高溫循環壽命,耐過放電性能和充電接受能力遠高于標準要求到,能滿足儲能鉛酸蓄電池的使用要求。
具體實施方式
在具體的實施例中,儲能鉛酸蓄電池的正極鉛膏按重量百分比由下列原料組成:
稀硫酸 5.96%
去離子水 10.39%
膠體石墨 0.09%
紅丹 6.81%
聚酯短纖維 0.08%
其余為鉛粉;
負極鉛膏按重量百分比由下列原料組成:
稀硫酸 5.43%
去離子水 10.4 %
硫酸鋇 0.49%
腐植酸 0.24%
木素磺酸鈉 0.12%
石墨 0.81%
活性炭 0.81%
聚酯短纖維 0.07%
其余為鉛粉。
以上鉛粉為島津鉛粉,氧化度在72%~78%。稀硫酸密度為:1.2g/cm3。
制備儲能鉛酸蓄電池鉛膏的方法,操作如下:按上述原料配比備料后,將正極鉛膏中的紅丹、膠體石墨和聚酯短纖維以及負極鉛膏中的腐植酸、硫酸鋇、木素磺酸鈉、石墨、活性炭和聚酯短纖維分別加入全自動和膏機內,邊放鉛粉邊攪拌,放完鉛粉后干攪拌4min,然后以最快速度邊放去離子水邊攪拌,加完去離子水后繼續攪拌5min,然后加1.2g/cm3的稀硫酸,在15min內加完,邊加邊攪拌,并設定溫度達到70℃,維持3分鐘后開啟冷卻水、除塵風機和冷卻風門,持續6分鐘,使和膏過程產生大量4BS。隨后,繼續攪拌15min,然后測定鉛膏視密度,正極鉛膏視密度要求4.4~4.5g/cm3,負極鉛膏視密度要求4.2~4.3g/cm3,符合要求后,出膏,且出膏的溫度要小于45℃。