专利名称：阀控铅酸蓄电池正极材料的制作方法
技术领域：
本发明涉及铅酸蓄电池极板构成材料，特别是正极板表面活性涂覆层材料。
背景技术：
铅酸电池广泛应用于备用电池、能量储备和动力电源等场合。比作为铅酸电池心脏的正极活性物质最早是以两块铅板作为电极，进行反复充放电转化而成，可以说当时正极活性物质材料为纯铅。而现在传统的铅酸电池生产过程中，所用的纯铅及由它制成活性氧化铅粉作电极材料所引起的铅污染不仅破坏了环境，而且严重危及了生产工人的健康状况。并且，采用铅粉作为正极活性物质的初始材料，还存在如下缺陷①铅粉中游离铅的存在会造成极板质量不均匀，从而影响成组电池电压的一致性；②活性物质利用率较低；③电池生产周期较长，生产成本较高；④采用铅粉和膏时，要加入较高浓度的硫酸，硫酸与铅粉反应产生大量热量，需采取冷却措施，而且加重了硫酸对于和膏机及涂板机的腐蚀，同时延长了和膏时间。为此，许多工作者想以其它较少污染的物质替代铅粉做了很多的工作。1880年Faure用Pb3O4作为活性物质制成铅膏涂于铅片上。1927年发布的题为“蓄电池用活性物质”的美国专利(17885711927.2.2)，提出以PbO2、PbO、氧化钽、氧化钼和碳粉组成铅酸蓄电池正极活性物质材料。美国的E.J.Talor提出以二氧化铅直接作为正极活性物质材料。美国的BPI公司以硫酸铅做初始物质作为密封铅酸蓄电池的正极活性物质材料，负极采用三碱式或一碱式硫酸铅作为初始物质，但是最终由于其结合力差而未被广泛应用。最近，戴忠旭等人采用粉末微电极技术对碳酸铅作为电极活性物质材料进行了可行性研究。至于对PbCO3作为正极活性物质材料至今还没有人进行过工业化研究。本发明是在对PbCO3作为正极活性物质材料进行工业化研究的基础上提出的。
发明内容
本发明要解决已有技术中作为阀控铅酸蓄电池正极材料的铅膏存在大量游离铅影响电池极板均一性及污染环境，活性物质利用率不高，电池生产周期长，生产成本高等问题，提供本发明的一种阀控铅酸蓄电池正极材料。
为解决上述问题，本发明阀控铅酸蓄电池正极材料采用的技术方案，为涂覆极板的铅膏，其特殊之处是以铅膏总重量为基准，由以下重量百分数的物料组成PTFE乳液0.1～0.5％，短纤维0.08～0.5％，水5～15％，H2SO4溶液5～15％，Pb3O40～30％，余量为PbCO3。
本发明采用的又一技术方案其特殊之处是以铅膏总重量为基准，由以下重量百分数的物料组成PTFE乳液0.1～0.5％，短纤维0.08～0.5％，水5～15％，H2SO4溶液5～15％，铅粉0～30％，余量为PbCO3。
所述的PTFE乳液为固含量4～8％的PTFE/水乳液，优选为固含量6％的PTFE/水乳液。
所述的H2SO4溶液为比重1.25g～1.45g/cm3的H2SO4溶液，优选为比重1.4g/cm3的H2SO4溶液。
所述的短纤维作为活性物质粘结的骨架，是本领域普通技术人员所熟知的，它可以是丙烯腈、聚酯、锦纶、维纶、腈纶短纤维中的一种或二种以上的混合，优选是丙烯腈短纤维。
本发明作为阀控铅酸蓄电池正极材料的铅膏，其配置过程为①将PbCO3和铅粉或Pb3O4干粉混合均匀；②将短纤维加入水中，搅拌使短纤维均匀分散后加入到混合均匀的干粉中，搅拌；③将PTFE乳液加入并搅拌；④慢慢加入硫酸，并不断搅拌，使之均匀。
本发明的铅膏中，PbCO3和铅粉或Pb3O4作为正极活性物质，给出电池容量；短纤维作为活性物质粘结的骨架；PTFE乳液增强铅膏的结合力；硫酸在和膏过程中参与反应，使和膏过程中产生PbSO4，它是电池充放电时必需的物质。
根据铅酸电池正极活性物质的转化机理
采用铅粉，由以下步骤实现②③采用碳酸铅，则由以下步骤实现①②本发明由于采用碳酸铅PbCO3作为正极活性物质材料，与传统采用铅粉的相比，具有以下优点①在电池极板化成过程中有二氧化碳气体逸出，从而与采用铅粉的相比可以获得更高的孔隙率，提高了活性物质的利用率，与传统的铅膏相比，孔隙率可提高42.32％，活性物质利用率可提高42.56％；②不存在游离铅，保证了铅膏的重现性和极板的均一性以及成组电池电压的一致性；③由于不存在游离铅，故可以大大缩短甚至消除固化过程(固化主要是将单质铅变成铅化合物的过程)，使生产电池的周期缩短，从而节约了传统的漫长固化过程所消耗的电能、人力和设备折旧等，降低了生产成本；④可大大减少铅蒸气与粉尘对环境与人体所造成的污染与危害。
具体实施例方式
作为本发明阀控铅酸蓄电池正极材料的铅膏，其配制的组分与含量的实施例由下表给出下表是以铅膏总重量(100％)计，其所含组分及重量百分含量，其中短纤维为丙烯腈、聚酯、锦纶、维纶、腈纶短纤维中的一种或二种以上的混合。
权利要求
1.阀控铅酸蓄电池正极材料，为涂覆极板的铅膏，其特征是以铅膏总重量为基准，由以下重量百分数的物料组成PTFE乳液0.1～0.5％，短纤维0.08～0.5％，水5～15％，H2SO4溶液5～15％，Pb3O40～30％，余量为PbCO3。
2.阀控铅酸蓄电池正极材料，为涂覆极板的铅膏，其特征是以铅膏总重量为基准，由以下重量百分数的物料组成PTFE乳液0.1～0.5％，短纤维0.08～0.5％，水5～15％，H2SO4溶液5～15％，铅粉0～30％，余量为PbCO3。
3.如权利要求1或2所述的正极材料，其特征是所述的PTFE乳液为固含量4～8％的PTFE/水乳液。
4.如权利要求1或2所述的正极材料，其特征是所述的PTFE乳液为固含量6％的PTFE/水乳液。
5.如权利要求1或2所述的正极材料，其特征是所述的H2SO4溶液为比重1.25g～1.45g/cm3的H2SO4溶液。
6.如权利要求1或2所述的正极材料，其特征是所述的H2SO4溶液为比重1.4g/cm3的H2SO4溶液。
7.如权利要求1或2所述的正极材料，其特征是所述的短纤维为丙烯腈、聚酯、锦纶、维纶、腈纶短纤维中的一种或二种以上的混合。
全文摘要
电池极板均一性及成组电池电压一致性好，活性物质利用率高，电池生产周期短，对环境污染少的阀控铅酸蓄电池正极材料，为涂覆极板的铅膏，以铅膏总重量为基准，由以下重量百分数的物料组成6％PTFE/水乳液0.1～0.5％，丙烯腈短纤维0.08～0.5％，水5～15％，1.4g/cm
文档编号H01M4/36GK1464572SQ0212455
公开日2003年12月31日 申请日期2002年6月19日 优先权日2002年6月19日
发明者包有富, 俞美雯 申请人:浙江南都电源动力股份有限公司