本發(fā)明屬于鉛蓄電池,具體涉及一種鉛酸蓄電池多孔率正極極板及其制備方法。
背景技術(shù):
1、由于現(xiàn)行鉛酸蓄電池為保證極板強(qiáng)度避免斷裂和附著的鉛膏脫落,被迫對正負(fù)極板進(jìn)行加厚和活性物質(zhì)的固化,而極板的加厚相應(yīng)也要增加介質(zhì)硫酸注入量,這又導(dǎo)致玻璃纖維隔板也要加厚,隔板的加厚會導(dǎo)致相對極板間距增大,加之兩極涂裝材料活性差,引起極板材料的導(dǎo)電性不夠。這些都是造成鉛酸蓄電池能量密度低、充放電慢的原因。
2、蓄電池正極板制備通過鉛粉、配方料、短纖維、水、酸稱量以后,依次添加到真空合膏機(jī)內(nèi),真空合膏機(jī)內(nèi)進(jìn)行干攪拌,混合均勻,混合過程控制攪拌時(shí)間,既要保證均勻混合,又要保證不同比重輔料不能分層,然后添加水分進(jìn)行濕攪拌混合,混合后分5-6次加入硫酸,硫酸反應(yīng)鉛膏升溫,氧化鉛反應(yīng)生產(chǎn)堿式硫酸鉛,最后鉛膏溫度升高到70℃以上,并且真空合膏機(jī)同步開機(jī)抽真空,通過真空度來調(diào)整控制鉛膏溫度不能過高,和膏后期真空度加大,給鉛膏快速降溫,抽走的冷凝水同步回來,確保鉛膏含水率。制成的鉛膏做成極板固化干燥后,水分揮發(fā)形成一定的孔率,孔率對極板容量和性能有一定影響。
3、公開號為cn?103227316?a的專利申請公開了一種鉛酸蓄電池正極極板,包括正極板柵和涂覆在該正極板柵上的活性物質(zhì),所述活性物質(zhì)包含以下重量份數(shù)的組分:二氧化鉛1000份;氧化鉍5~50份;石墨10~50份;復(fù)合稀土0.1~1份;活性添加劑0~20份;其中,所述復(fù)合稀土中含有以下質(zhì)量分?jǐn)?shù)組分:鈰ce:52~67%、釔y:12~22%、釹nd:10~20%;以及不可避免的雜質(zhì)。該申請相對普通鉛錫合金電池板柵具有更高的抗腐蝕形變性能、高比重容量、在多次充放電深循環(huán)后,仍具有較好的電池容量,因此壽命更長。
4、但是現(xiàn)有技術(shù)中的鉛酸蓄電池不論在體積、儲電量以及充電時(shí)間等方面都存在一定的缺陷,限制了鉛酸蓄電池的應(yīng)用范圍。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的在于提供一種鉛酸蓄電池多孔率正極極板及其制備方法,以提高極板孔率,提高電池性能。
2、本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
3、一種鉛酸蓄電池多孔率正極極板,包括正極板柵和正極板鉛膏;
4、所述正極板鉛膏,按重量份計(jì),包括100-120份鉛粉、0.5-1份玻璃纖維、10-15份去離子水、15-20份稀硫酸、5-15份硼酸鹽和2-4份sno2/mil-88-feacob-bc復(fù)合材料。
5、進(jìn)一步的,所述硼酸鹽包括硼酸鈉、硼酸鋁、硼酸銨和硼酸鈣中的一種或幾種組合;所述稀硫酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%-40%。
6、進(jìn)一步的,所述sno2/mil-88-feacob-bc復(fù)合材料,由以下步驟制得:
7、將氯化鐵、二氯化鈷和鄰苯二甲酸均勻分散于純水中,水熱反應(yīng),離心洗滌干燥,得到mil-88-feacob;將mil-88-feacob和h3bo3分散在去離子水中,加熱;離心洗滌干燥,得到mil-88-feacob-bc;
8、將mil-88-feacob-bc與sncl2·2h2o均勻混合,真空烘干,洗滌,置于潮濕環(huán)境;煅燒,得到sno2/mil-88-feacob-bc復(fù)合材料。
9、進(jìn)一步的,所述氯化鐵、二氯化鈷和鄰苯二甲酸的摩爾比為(8-2):(1-1.5):(1-2)。
10、進(jìn)一步的,所述mil-88-feacob、硼酸和去離子水的用量比為(200-300)mg:(16-32)g:(15-30)g。
11、進(jìn)一步的,所述水熱反應(yīng)為在120-150℃下反應(yīng)12-14h;所述加熱為在80-90℃下加熱1-2h。
12、進(jìn)一步的,所述mil-88-feacob-bc與sncl2·2h2o的用量比為(1-1.5)g:(8-12)g。
13、進(jìn)一步的,所述真空烘干為在50-60℃的真空條件下烘干12-14h;所述洗滌為用無水乙醇洗滌;所述置于潮濕環(huán)境為置于溫度為室溫、濕度≥95%的環(huán)境中12-14h。
14、進(jìn)一步的,所述煅燒為在500-600℃下煅燒5-6h。
15、一種鉛酸蓄電池多孔率正極極板的制備方法,包括以下步驟:
16、將鉛粉、玻璃纖維、硼酸鹽和sno2/mil-88-feacob-bc復(fù)合材料混合均勻,得到混合物;將去離子水加入混合物中,攪拌均勻,再加入稀硫酸,攪拌均勻,得到正極板鉛膏;將鉛膏平整地刮涂在板柵上,固化,干燥,得到正極極板。
17、進(jìn)一步的,所述固化為在50-80℃固化18-24h;所述干燥為60-100℃下干燥18-24h。
18、本發(fā)明的有益效果:
19、(1)本發(fā)明提供的一種鉛酸蓄電池多孔率正極極板及其制備方法,通過添加硼酸鹽,使極板固化干燥時(shí)候硼酸通過高溫進(jìn)行分解揮發(fā),能夠起到極板造孔作用,極板孔率能夠明顯提升,提高電池性能。
20、(2)本發(fā)明采用的sno2/mil-88-feacob-bc復(fù)合材料,首先將鈷和硼通過雜化的方式引入mof結(jié)構(gòu),調(diào)節(jié)了mil-88-fe的電荷排列模式,增強(qiáng)了其電導(dǎo)率,加速了關(guān)鍵活性中間體*n2h的形成,從而提升電池性能;但會存在結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定的問題,sno2在形成過程中會在mil-88-feacob-bc上形成sn(oh)4包覆層,使其結(jié)構(gòu)趨于穩(wěn)定,另一方面sn可以增強(qiáng)正極極板的導(dǎo)電性,提高電池的充放電效率。
21、(3)本發(fā)明提供的一種鉛酸蓄電池多孔率正極極板的制備方法中的正極板鉛膏,添加的硼酸鹽與sno2/mil-88-feacob-bc復(fù)合材料有著協(xié)同作用,鉛膏組分中的硼酸鹽可以減少含硼mof復(fù)合材料中硼的水解,提高復(fù)合材料的穩(wěn)定性。
1.一種鉛酸蓄電池多孔率正極極板,其特征在于,包括正極板柵和正極板鉛膏;
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鉛酸蓄電池多孔率正極極板,其特征在于,所述硼酸鹽包括硼酸鈉、硼酸鋁、硼酸銨和硼酸鈣中的一種或幾種組合;所述稀硫酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%-40%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鉛酸蓄電池多孔率正極極板,其特征在于,所述sno2/mil-88-feacob-bc復(fù)合材料,由以下步驟制得:
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種鉛酸蓄電池多孔率正極極板,其特征在于,所述氯化鐵、二氯化鈷和鄰苯二甲酸的摩爾比為(8-2):(1-1.5):(1-2)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種鉛酸蓄電池多孔率正極極板,其特征在于,所述mil-88-feacob、硼酸和去離子水的用量比為(200-300)mg:(16-32)g:(15-30)g。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種鉛酸蓄電池多孔率正極極板,其特征在于,所述水熱反應(yīng)為在120-150℃下反應(yīng)12-14h;所述加熱為在80-90℃下加熱1-2h。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種鉛酸蓄電池多孔率正極極板,其特征在于,所述mil-88-feacob-bc與sncl2·2h2o的用量比為(1-1.5)g:(8-12)g。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種鉛酸蓄電池多孔率正極極板,其特征在于,所述真空烘干為在50-60℃的真空條件下烘干12-14h;所述洗滌為用無水乙醇洗滌;所述置于潮濕環(huán)境為置于溫度為室溫、濕度≥95%的環(huán)境中12-14h;所述煅燒為在500-600℃下煅燒5-6h。
9.一種如權(quán)利要求1-8任意一項(xiàng)所述的一種鉛酸蓄電池多孔率正極極板的制備方法,其特征在于,包括以下步驟:
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種鉛酸蓄電池多孔率正極極板的制備方法,其特征在于,所述固化為在50-80℃固化18-24h;所述干燥為60-100℃下干燥18-24h。