一种用于低速电动汽车电池的负极铅膏的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种用于低速电动汽车电池的负极铅膏，所述负极铅膏的粉料百分比组成如下：炭黑0.5％?0.7％；乙炔黑0.45％?0.55％；短纤维0.1％?0.12％；木质素0.2％?0.35％；腐殖酸0.4％?0.6％；硫酸钡0.2％?0.35％；余量为铅粉。采用本发明提供的电池负极铅膏，能使电池的低温容量提升10％?15％，铅膏强度较好，深循环寿命延长，且在提高电池的重量比能量后，正负极物质匹配，不会损失深循环寿命。
【专利说明】
一种用于低速电动汽车电池的负极铅膏
技术领域
[0001] 本发明涉及铅酸蓄电池技术领域，具体涉及一种用于低速电动汽车电池的负极铅 膏。
【背景技术】
[0002] 低速电动汽车是指速度低于70km/h的简易四轮纯电动汽车，阀控式密封铅酸蓄电 池是低速电动汽车的主要零部件之一，铅酸蓄电池的重量比能量低，不能很好地满足低速 电动汽车的动力需求，成为低速电动汽车电池生产企业需要突破的技术瓶颈。
[0003] 采用传统的做法提高电池的重量比能量，则会牺牲电池的低温容量，缩短深循环 寿命，尤其在北方地区的冬季，室外温度很低，对电池的低温容量性能要求较高，现有的技 术手段无法满足需要。
[0004] 为了提高电池的重量比能量，同时保证低温容量以及深循环使用寿命，可以从负 极铅膏的配方改进入手，现有的用于低速电动汽车的负极铅膏主要具有以下缺陷：
[0005] (1)提高电池的重量比能量后，按现有配方生产的电池低温容量只能达到55 %-60%之间，刚好达到国家标准要求，但是，满足不了市场使用需求。
[0006] (2)低速电动汽车运行时在低温环境下进行放电，原配方添加剂导电性能差。
[0007] (3)提高产品重量比能量后，深循环寿命有所降低。
【发明内容】
[0008] 本发明提供了一种用于低速电动汽车电池的负极铅膏，能够提高铅酸蓄电池的低 温容量，延长低温电池的深循环使用寿命，同时提高铅酸蓄电池的重量比能量。
[0009] -种用于低速电动汽车电池的负极铅膏，所述负极铅膏的粉料百分比组成如下： 炭茁 0.5%-0.7%; 乙炔黑 0.45%-0,55%; 短纤维 0.1%-0.12%;
[0010] 木质素 （).2%-0,35%; 腐殖酸 0.4%-0.6%; 硫酸钡 0.2%-0.35%;
[0011] 余量为铅粉。
[0012] 炭黑为纯的无定形碳，晶体结构与石墨相同，是由十分细小而排列无秩序的石墨 晶体所组成，炭黑电阻率小，且有良好的导电性能，在负极铅膏中加入炭黑可以降低电池内 阻，特别在放电后期，但硫酸铅晶体显著增加时，对负极活性物质的导电性能有较明显的改 善。
[0013] 炭黑的加入量不宜过多，否则会降低整个电极活性物质的强度，电极的体积过多 地被炭黑占有，会使活性物质量减少。本发明在负极铅膏中添加〇.5%-〇.7%的炭黑（不包 括乙炔黑），以提高负极铅膏的膨胀性能，增加负极铅膏的表面积，有利于硫酸根离子的扩 散，能够延长电池的深循环使用寿命。
[0014] 乙炔黑由乙炔气分解得到，具有高分散性，较强的吸水性和吸附性，且为链状，导 电性能极佳。乙炔黑能够提高活性物质的导电性以及活性物质的孔隙率，还可以在金属铅 和硫酸铅结晶的过程中，调节表面活性物质结构或有机膨胀剂的分布，聚集表面活性物质 吸附在铅和硫酸铅的表面，有利于活性物质的转化。
[0015] 乙炔黑的加入量不宜过多，否则可能会使负极析氢的过电位降低。本发明在负极 铅膏中提高乙炔黑的用量至〇.45%_0.55%，以调整负极铅膏的导电性能，同时避免乙炔黑 的过量加入带来的不利影响。
[0016] 炭黑和乙炔黑的过量加入会导致铅膏的结合性能变差，为了改善负极铅膏的结合 性能，将短纤维的用量调整为0.1%-0.12%。所述短纤维的长度小于5mm。所述短纤维采用 玻璃纤维。在负极铅膏中加入短纤维，能够改善负极铅膏的结合性能，提高负极铅膏的强 度。
[0017] 本发明对负极铅膏中炭黑和乙炔黑的用量进行了调整，同时增加短纤维的用量， 延长电池的深循环使用寿命，并使电池的低温容量得到提升。
[0018] 在负极铅膏中添加适量的木质素，能够起到膨胀剂的作用，也可抑制负极板的钝 化，对电池的容量和低温起动性能有良好的改善作用，同时能够使铅膏和板栅紧密结合。
[0019] 腐殖酸是一种表面活性剂，能够高分散性地吸附在海绵状铅表面，使得在放电过 程中，产物硫酸铅结晶在金属铅表面析出困难，而在已结晶的硫酸铅上继续长大，抑制致密 硫酸铅层的形成，推迟了铅电极的钝化。
[0020] 硫酸钡的加入主要用于在放电时为硫酸铅提高成核的中心，对负极的收缩和钝化 也都能起到很好的抑制作用，提高负极板的放电容量和低温起动性能。
[0021] 本发明提供的负极铅膏在制备时，将各粉料混合均匀，然后加入适量的水搅拌均 匀，最后加入硫酸搅拌均匀，整个过程控制温度为20~60°C以内，水和硫酸的加入量可以采 用现有技术中的用量，负极铅膏的密度控制在3.2~3.8g/cm 3。
[0022] 采用本发明提供的负极铅膏，能够提高10%-15%的低温容量，改善铅膏的结合强 度，同时延长铅膏的深循环使用寿命。
[0023] 作为优选，所述负极铅膏的粉料百分比组成如下： 炭黑 0.6-0.7%; 乙炔黑 0.45%-0.55°/〇； 短纤维 0.1 %-().! 2%:
[0024] 木质素 0.2%-0.35°/〇; 腐殖酸 0.4%-0.6%; 硫酸钡 0.2%-0.35%;
[0025] 余量为铅粉。
[0026] 进一步优选，所述负极铅膏的粉料百分比组成如下：
[0027]炭-黑 0.6-0.7%； 乙炔黑 （).5%-0.55%; 短纤维 0.1%-0.12%:
[0028]木质素 0.2%-0.35%; 腐殖酸 0.4%-0.6°/〇； 硫酸钡 0.2%-0.35°/〇;
[0029]余量为铅粉。
[0030] 进一步优选，所述负极铅膏的粉料百分比组成如下： 炭黑 0.6-0.7%; 乙炔黑 0.5%-().55%; 短纤维 0.1%-(U2%:
[0031] _ 木质素 0,3i%-().35%; 腐殖酸 0.4%-0.6%; 硫酸钡 Q.2%-0,35%:;
[0032]余量为铅粉。
[0033] 进一步优选，所述负极铅膏的粉料百分比组成如下： 炭黑 0.6-0.7%； 乙炔黑 0.5%-0.55%; 短纤维 0.1%-0.12%:
[0034] _ 木质素 0.3丨％-0.35%*， 腐殖酸 0.4%-0.6%; 硫酸钡 0.2%-0.35%;
[0035]余量为铅粉。
[0036] 进一步优选，所述负极铅膏的粉料百分比组成如下： 炭黑 0.6%: 乙炔黑 0.5%-0.55%; 短纤维 0.1%-0.12%;
[0037] 木质素 （).2%-0.35%; 腐殖酸 0.5%-0.6%; 硫酸钡 0.3%-0.35%;
[0038]余量为铅粉。
[0039]采用本发明提供的电池负极铅膏，能使电池的低温容量提升10%-15%，铅膏强度 较好，深循环寿命延长，且在提高电池的重量比能量后，正负极物质匹配，不会损失深循环 寿命。
【具体实施方式】 [0040] 实施例1
[00411 称取981.5kg铅粉，5kg炭黑，4.5kg乙炔黑，1kg短纤维(采用玻璃纤维，纤维长度小 于5mm)，2kg木质素，4kg腐殖酸，2kg硫酸钡，放入和膏机内干混，加入约110kg纯净水搅拌均 匀，边搅拌边喷淋加入80kg密度为1.4g/cm 3的稀硫酸溶液，在80°C条件下，搅拌均匀，保持 20min，降温，出膏温度低于45°C。
[0042] 将所得铅膏涂板，固化干燥，化成，二次干燥，组装入铅酸蓄电池(6-EVF-120)，对 所得电池性能进行检测，重量比能量为38Wh/Kg，-15°C低温容量为额定容量的90%;循环使 用寿命为560次。
[0043] 实施例2
[0044] 称取978.9kg铅粉，6kg炭黑，4.5kg乙炔黑，1. 1kg短纤维(采用玻璃纤维，纤维长度 小于5mm)，2.5kg木质素，4.5kg腐殖酸，2.5kg硫酸钡，放入和膏机内干混，加入约110kg纯净 水搅拌均匀，边搅拌边喷淋加入80kg密度为1.4g/cm 3的稀硫酸溶液，在80 °C条件下，搅拌均 勾，保持20min，降温，出膏温度低于45°C。
[0045] 将所得铅膏涂板，固化干燥，化成，二次干燥，组装入铅酸蓄电池(6-EVF-120)，对 所得电池性能进行检测，重量比能量为40Wh/Kg，-15°C低温容量为额定容量的91%;循环使 用寿命为565次。
[0046] 实施例3
[0047] 称取976.9kg铅粉，6kg炭黑，5kg乙炔黑，1.1kg短纤维(采用玻璃纤维，纤维长度小 于5mm)，3kg木质素，5kg腐殖酸，3kg硫酸钡，放入和膏机内干混，加入约110kg纯净水搅拌均 匀，边搅拌边喷淋加入80kg密度为1.4g/cm 3的稀硫酸溶液，在80°C条件下，搅拌均匀，保持 20min，降温，出膏温度低于45°C。
[0048] 将所得铅膏涂板，固化干燥，化成，二次干燥，组装入铅酸蓄电池(6-EVF-120)，对 所得电池性能进行检测，重量比能量为42Wh/Kg，-15°C低温容量为额定容量的92%;循环使 用寿命为570次。
[0049] 实施例4
[0050] 称取975.8kg铅粉，7kg炭黑，5kg乙炔黑，1.1kg短纤维(采用玻璃纤维，纤维长度小 于5mm)，3. lkg木质素，5kg腐殖酸，3kg硫酸钡，放入和膏机内干混，加入约110kg纯净水搅拌 均匀，边搅拌边喷淋加入80kg密度为1.4g/cm 3的稀硫酸溶液，在80 °C条件下，搅拌均匀，保 持20min，降温，出膏温度低于45°C。
[0051]将所得铅膏涂板，固化干燥，化成，二次干燥，组装入铅酸蓄电池(6-EVF-120)，对 所得电池性能进行检测，重量比能量为41Wh/Kg，-15°C低温容量为额定容量的91%;循环使 用寿命为578次。
[0052] 实施例5
[0053] 称取974.8kg铅粉，6.5kg炭黑，5.5kg乙炔黑，1.2kg短纤维(采用玻璃纤维，纤维长 度小于5mm)，2.5kg木质素，6kg腐殖酸，3.5kg硫酸钡，放入和膏机内干混，加入约110kg纯净 水搅拌均匀，边搅拌边喷淋加入80kg密度为1.4g/cm3的稀硫酸溶液，在80 °C条件下，搅拌均 勾，保持20min，降温，出膏温度低于45°C。
[0054] 将所得铅膏涂板，固化干燥，化成，二次干燥，组装入铅酸蓄电池(6-EVF-120)，对 所得电池性能进行检测，重量比能量为42Wh/Kg，-15°C低温容量为额定容量的92%;循环使 用寿命为579次。
[0055] 实施例6
[0056] 称取975.8kg铅粉，6kg炭黑，5kg乙炔黑，1.2kg短纤维(采用玻璃纤维，纤维长度小 于5mm)，3.5kg木质素，5.5kg腐殖酸，3kg硫酸钡，放入和膏机内干混，加入约110kg纯净水搅 拌均匀，边搅拌边喷淋加入80kg密度为1.4g/cm 3的稀硫酸溶液，在80 °C条件下，搅拌均匀， 保持20min，降温，出膏温度低于45°C。
[0057]将所得铅膏涂板，固化干燥，化成，二次干燥，组装入铅酸蓄电池(6-EVF-120)，对 所得电池性能进行检测，重量比能量为43Wh/Kg，-15°C低温容量为额定容量的92%;循环使 用寿命为575次。
[0058] 实施例7
[0059] 称取973.3kg铅粉，7kg炭黑，5.5kg乙炔黑，1.2kg短纤维(采用玻璃纤维，纤维长度 小于5mm)，3.5kg木质素，6kg腐殖酸，3.5kg硫酸钡，放入和膏机内干混，加入约110kg纯净水 搅拌均匀，边搅拌边喷淋加入80kg密度为1.4g/cm 3的稀硫酸溶液，在80°C条件下，搅拌均 勾，保持20min，降温，出膏温度低于45°C。
[0060] 将所得铅膏涂板，固化干燥，化成，二次干燥，组装入铅酸蓄电池(6-EVF-120)，对 所得电池性能进行检测，重量比能量为38Wh/Kg，-15°C低温容量为额定容量的90%;循环使 用寿命为558次。
[0061 ] 对比例1
[0062] 称取1000kg铅粉，2.5kg炭黑，1.5kg乙炔黑，1. 1kg短纤维(采用玻璃纤维，纤维长 度小于5mm)，2. lkg木质素，5kg腐殖酸，2kg硫酸钡，放入和膏机内干混，加入约110kg纯净水 搅拌均匀，边搅拌边喷淋加入80kg密度为1.4g/cm 3的稀硫酸溶液，在80°C条件下，搅拌均 勾，保持20min，降温，出膏温度低于45°C。
[0063] 将所得铅膏涂板，固化干燥，化成，二次干燥，组装入铅酸蓄电池(6-EVF-120)，对 所得电池性能进行检测，重量比能量为32Wh/Kg，-15°C低温容量为额定容量的83%;循环使 用寿命为480次。
[0064] 对比例2
[0065] 称取1000kg铅粉，5.5kg炭黑，2kg乙炔黑，lkg短纤维(采用玻璃纤维，纤维长度小 于5mm)，2kg木质素，4kg腐殖酸，5kg硫酸钡，放入和膏机内干混，加入约110kg纯净水搅拌均 匀，边搅拌边喷淋加入80kg密度为1.4g/cm 3的稀硫酸溶液，在80°C条件下，搅拌均匀，保持 20min，降温，出膏温度低于45°C。
[0066] 将所得铅膏涂板，固化干燥，化成，二次干燥，组装入铅酸蓄电池(6-EVF-120)，对 所得电池性能进行检测，重量比能量为38Wh/Kg，-15°C低温容量为额定容量的82%;循环使 用寿命为478次。
【主权项】
1. 一种用于低速电动汽车电池的负极铅膏，其特征在于，所述负极铅膏的粉料百分比 组成如下： 炭黑 0.5%-0.7%; 乙炔黑 0.45%-0.55%； 短纤维 0.1%-0.12%; 木质素 0.2%-0.35%; 腐殖酸 0.4%-0.6%; 硫酸钡 0.2%-0.35%·， 余量为铅粉。2. 如权利要求1所述的用于低速电动汽车电池的负极铅膏，其特征在于，所述负极铅膏 的粉料百分比组成如下： 炭黑 0,6-0,7%; 乙炔黑 0.45%-0.55%; 短纤维 0.1%-0.12%; 木质素 0,2%-0.35%·, 腐殖酸 0.4%-0.6%; 硫酸钡 0.2%-0.35%: 余量为铅粉。3. 如权利要求1所述的用于低速电动汽车电池的负极铅膏，其特征在于，短纤维的长度 小于5mm 〇4. 如权利要求3所述的用于低速电动汽车电池的负极铅膏，其特征在于，所述短纤维采 用玻璃纤维。5. 如权利要求1所述的用于低速电动汽车电池的负极铅膏，其特征在于，所述负极铅膏 的粉料百分比组成如下： 炭黑 0.6-0.7%; 乙炔黑 0.5%-0.55%; 短纤维 0.1%-0.12%: 木质素 0.2%-0.35%; 腐殖酸 0.4%-0.6%; 硫酸钡 0.2%-0.35%; 余量为铅粉。6. 如权利要求1所述的用于低速电动汽车电池的负极铅膏，其特征在于，所述负极铅膏 的粉料百分比组成如下： 炭黑 0.6-0.7%; 乙炔黑 0.5%-0.55%; 短纤维 0.!%-0.12%; 木质素 0.31%-0.35%; 腐殖酸 0.4%-0.6%; 硫酸钡 0.2%-0.35%; 余星为铅粉。7. 如权利要求1所述的用于低速电动汽车电池的负极铅膏，其特征在于，所述负极铅膏 的粉料百分比组成如下： 炭黑 0.6-0.7%； 乙炔黑 0.5%-0.55%; 短纤维 0.1%-0.12%: 木质素 0.2%-0.35%; 腐殖酸 0.5%-0.6%; 硫酸钡 0.3%-0.35%·， 余量为铅粉?8. 如权利要求1所述的用于低速电动汽车电池的负极铅膏，其特征在于，所述负极铅膏 的粉料百分比组成如下： 炭黑 0.6%; 乙炔黑 0.5%-0.55%; 短纤维 0.1%-0.12%·， 木质素 0.2%-0.35%; 腐殖酸 0.5%-0,6%; 硫酸钡 0.3%-0,35%; 余量为铅粉。
【文档编号】H01M10/06GK105958064SQ201610435187
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年6月15日
【发明人】张林山, 杨滔, 黄德云
【申请人】浙江天能动力能源有限公司