一种高温下使用的太阳能铅蓄电池及制备方法与流程

文档序号:12180710阅读:363来源:国知局
本发明属于一种储蓄电池
技术领域
,具体是涉及到一种高温下使用的太阳能铅蓄电池及制备方法。
背景技术
:太阳能蓄电池是“蓄电池”在太阳能光伏发电中的应用,目前采用的有铅酸免维护蓄电池、普通铅酸蓄电池,胶体蓄电池和碱性镍镉蓄电池四种。国内目前被广泛使用的太阳能蓄电池主要是:铅酸免维护蓄电池和胶体蓄电池,这两类蓄电池,因为其固有的“免”维护特性及对环境较少污染的特点,很适合用于性能可靠的太阳能电源系统,特别是无人值守的工作站。在一些特殊环境,比如中东,非洲等地区,气温高,需要连续在高温(在40°以上环境)下工作,这种环境下使用电池,电池的耐腐蚀性下降,电池的寿命会大大缩短,严重影响电池的效益。中国专利授权公告号为CN101807723B的专利申请公开了一种铅酸蓄电池及其制造方法,包括正极板和负极板,正极板和负极板分别为在正极板栅和负极板栅上涂正极板铅膏和负极板铅膏后再主要经过固化、化成工艺步骤制得,正极板栅为如下重量百分比的Pb-Ca-Sn-Al合金材料经过铸造而成:Sn为1.45~1.55%、Ca为0.06~0.08%、Al为0.02~0.04%、余量为Pb以及不可避免的杂质,负极板栅为如下重量份百分比的Pb-Ca-Sn-Al合金材料经过铸造而成:Sn为0.25~0.35%、Ca为0.07~0.09%、Al为0.02~0.04%、余量为Pb以及不可避免的杂质;所述的正极板铅膏为如下重量份配比的原料制成:铅粉990~1010份、Bi2O30.3~0.5份、SnSO40.5~0.7份、Sb2O30.6~0.8份、石墨1.8~2.5份、涤纶短纤维0.7–0.9份、比重1.400±0.2硫酸80~90份和纯水108~112份;所述的负极板铅膏为如下重量份配比的原料制成:铅粉990~1010份、BaSO47~9份、木素2.5~3.5份、腐植酸1.5~2.5份、SnO20.3~0.5份、乙炔黑4.5~5.5份、涤纶短纤维0.7~0.9份、比重1.400±0.2硫酸90~95份和纯水115~120份。上述电池适用于道路电动车动力电源使用,而不是太阳能、风能环境蓄电。中国专利申请公布号为CN102945958A的专利申请公开了一种铅酸蓄电池负极板铅膏及负极板的制备方法,铅膏的制备包括碳粉、硫酸钡、有机添加剂、粘结剂和铅粉混合浆料的配制、喷雾干燥、和膏,所述粘结剂为聚四氟乙烯,其在长时间使用下容易变形,不易降解,对环境不友好。技术实现要素:本发明要解决的技术问题是提供一种高温下使用的太阳能铅蓄电池及制备方法,其提高了负极材料与极板的粘结性和导电性,经450次循环充放电后从极板上无脱落和膨胀现象;本发明电池的10小时率容量提高了10%~15%;电池的高倍率循环寿命提高了10-20%。本发明的内容包括正极板和负极板,正极板和负极板分别为在正极板栅和负极板栅上涂正极板铅膏和负极板铅膏后再经过固化、化成工艺步骤制得,所述正极板铅膏为如下重量份配比的原料制成:铅粉100份、红丹50份、Bi2O30.05份、Sb2O30.15份、SnSO40.05份、石墨5份、质量浓度为50-60%的硫酸溶液5-6份和纯水10-12份;所述的负极板铅膏为如下重量份配比的原料制成:铅粉100份、负极添加剂5份、质量浓度为50-60%的硫酸溶液3.5-4.5份和纯水10-12份,所述负极添加剂为如下重量份配比的原料制成:磷酸铝20-25份、乙炔黑5-15份、二氧化硅15-25份、木素5-10份、硫酸钡5-15份和水40-60份。所述负极添加剂采用下列方式制作:将磷酸铝、乙炔黑、二氧化硅、木素、硫酸钡和水混合,在90-95℃加热互溶1-2个小时;120℃干燥6小时,经240-260℃干燥3-6小时,研磨成粉末,做成负极的添加剂。所述正极板栅包括如下重量份数组分,Ca0.05%和Sn1.4-1.6%,余量为铅。所述负极添加剂的制备方法为,将磷酸铝、乙炔黑、二氧化硅、木素、硫酸钡和水按比例混合,在90-95℃下加热互溶1-2个小时后,在120℃干燥,经240-260℃干燥,研磨成粉末,得到负极添加剂。优选的,所述负极添加剂为如下重量份配比的原料制成:磷酸铝22份、乙炔黑10份、二氧化硅20份、木素10份、硫酸钡10份和水50份。本发明还提供一种高温下使用的太阳能铅蓄电池的制备方法,步骤为,制作正极板栅和负极板栅,将正极板铅膏和负极板铅膏分别涂覆在正极板栅和负极板栅上,固化,干燥,内化成,组装,注酸,充电;所述正极板铅膏的制备方法为,将正极板铅膏原料加酸,和膏,和膏温度控制小于70℃,时间为40-45分钟,比重为4.2-4.4;所述负极板铅膏的制备方法为,将负极板铅膏原料加酸,和膏,和膏温度控制小于70℃,时间为40-45分钟,比重为4.4-4.5。所述固化步骤为,将上述分别涂覆有正极板铅膏和负极板铅膏的正极板栅和负极板栅置于相对湿度大于98%的环境下,40-50℃固化2h,80℃固化6h,55-60℃固化,时间大于24h。所述干燥的步骤为,将固化后的正极板和负极板置于干燥环境中,抽风,温度为70-75℃干燥,使正极板和负极板的含水量不大于2%。本发明的有益效果是,本发明提高了负极材料与极板的粘结性和导电性,经450次循环充放电后从极板上无脱落和膨胀现象;本发明电池的10小时率容量提高了10%~15%;电池的高倍率循环寿命提高了10-20%。本发明的酸量达到11.0ml/Ah。具体实施方式实施例1本发明包括正极板和负极板,正极板和负极板分别为在正极板栅和负极板栅上涂正极板铅膏和负极板铅膏后再经过固化、化成工艺步骤制得,所述正极板铅膏为如下重量份配比的原料制成:铅粉100份、红丹50份、Bi2O30.05份、Sb2O30.15份、SnSO40.05份、石墨5份、质量浓度为50-60%的硫酸溶液5-6份和纯水10-12份;所述的负极板铅膏为如下重量份配比的原料制成:铅粉100份、负极添加剂5份、质量浓度为50-60%的硫酸溶液3.5-4.5份和纯水10-12份,所述负极添加剂为如下重量份配比的原料制成:磷酸铝22份、乙炔黑10份、二氧化硅20份、木素10份、硫酸钡10份和水50份。所述负极添加剂采用下列方式制作:将磷酸铝、乙炔黑、二氧化硅、木素、硫酸钡和水混合,在90-95℃加热互溶1-2个小时;120℃干燥6小时,经240-260℃干燥3-6小时,研磨成粉末,做成负极的添加剂。所述正极板栅包括如下重量份数组分,Ca0.05%和Sn1.4-1.6%,余量为铅。所述负极添加剂的制备方法为,将磷酸铝、乙炔黑、二氧化硅、木素、硫酸钡和水按比例混合,在90-95℃下加热互溶1-2个小时后,在120℃干燥,经240-260℃干燥,研磨成粉末,得到负极添加剂。本发明的制备方法的步骤为,制作正极板栅和负极板栅,将正极板铅膏和负极板铅膏分别涂覆在正极板栅和负极板栅上,固化,干燥,内化成,组装,注酸,充电;所述正极板铅膏的制备方法为,将正极板铅膏原料加酸,和膏,和膏温度控制小于70℃,时间为40-45分钟,比重为4.2-4.4;所述负极板铅膏的制备方法为,将负极板铅膏原料加酸,和膏,和膏温度控制小于70℃,时间为40-45分钟,比重为4.4-4.5。所述固化步骤为,将上述分别涂覆有正极板铅膏和负极板铅膏的正极板栅和负极板栅置于相对湿度大于98%的环境下,40-50℃固化2h,80℃固化6h,55-60℃固化,时间大于24h。所述干燥的步骤为,将固化后的正极板和负极板置于干燥环境中,抽风,温度为70-75℃干燥,使正极板和负极板的含水量不大于2%。所述内化成工艺的步骤的操作流程如表1所述。表1内化成工艺的步骤步骤电流(C)时间(h)步骤电流(C)时间(h)10.0548-0.12220.11690.12830.121010-0.1224-0.122110.121050.121012-0.1266-0.122130.121270.1210140.14本发明提高了负极材料与极板的粘结性和导电性,经450次循环充放电后从极板上无脱落和膨胀现象;本发明电池的10小时率容量提高了10%~15%;电池的高倍率循环寿命提高了10-20%。本发明的酸量达到11.0ml/Ah。本发明相比于中国专利申请号为201010133918.5的专利申请公开的技术来说,其区别主要在于正极板铅膏和负极板铅膏的组分和含量不同,正极板铅膏的组分增加了红丹,去掉了涤纶短纤维,增加了Sb2O3和石墨的含量,负极板铅膏的组分去掉了腐植酸、SnO2和涤纶短纤维,增加了磷酸铝和二氧化硅,选择了最佳的比例。测试本发明制备得到的高温下使用的太阳能铅蓄电池和中国专利申请号为201010133918.5(对比文献)制备得到的铅酸蓄电池,得到如表2所示的结果。表2各项指标对比分析试验项目本发明对比文献粘结性:在45℃下,连续充放电n次后,直至出现负极材料与极板之间出现膨胀现象763次401次充/放电循环寿命试验:充足电池以0.5CA(37.5A)放电1.6h,然后以14.4V/只,限流0.5CA(37.5A)充电4h为1个循环,当3小时率容量不足60Ah时寿命结束811次671次10小时率容量121Ah108Ah当前第1页1 2 3 
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