专利名称：通信用阀控密封铅酸蓄电池正极活性材料及制备和固化方法
技术领域：
本发明涉及一种铅酸蓄电池极板用活性物质，特别是通信用阀控密封铅酸蓄电池正极活性材料，以及该活性材料的制备和涂片后的固化方法。
背景技术：
信息技术对人类社会的发展越来越重要，特别是在军事、通信领域。我国的通信事业进入了一个高速发展时代，各区域信号覆盖以及各类网络优化工程无一例外地都需要有安全、可靠、高效、节省的电力保障。现有的铅酸蓄电池所用正极活性材料以铅粉、粘合剂、 硫酸和水为原料混合后，经涂片，再采用低温固化的方法制成电池极板。由此制作的铅酸蓄电池由于活性物质结合力、均勻性不好，导电性欠佳，致使充放电性能和深循环寿命较差， 只能作为备用电池，作浅循环使用。这在放电深度及频次相对较少，放电后又能及时充电的条件下还能正常使用，而对于边远基站，由于供电不正常，停电频次较高，充电得不到保障， 便不能满足通信使用要求。因此研制一种适合大电流放电，充电接受能力和深循环放电性能好的通信用铅酸蓄电池势在必行。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术之不足，提供一种能提高电池的充电接受能力和深循环放电性能，适合大电流、深循环使用的通信用阀控密封铅酸蓄电池正极活性材料，并提供该材料的制备和涂片后的固化方法。本发明的技术方案是通信用阀控密封铅酸蓄电池正极活性材料，组分中包括铅粉、粘合剂、硫酸和去离子水，其改进之处是组分中加入硫酸铅催化剂，各组分的质量百分比为铅粉80 85，粘合剂0. 1 3，密度为1. 30 1. 40g/ml的硫酸3 8，去离子水5 10，硫酸铅催化剂3 8。通信用阀控密封铅酸蓄电池正极活性材料的制备方法是按各组分的质量百分比备料后，将铅粉、粘合剂和硫酸铅催化剂在干态下充分搅拌混合10 15min，再在5 7min内勻速加入去离子水，边加入边搅拌，加完后继续搅拌5 lOmin，再加入密度1. 30 1. 40g/ml的硫酸，加酸时间为10 15min，加酸后继续搅拌10 15min，制备过程中控制和膏温度低于80°C。通信用阀控密封铅酸蓄电池正极活性材料的固化方法是将该活性材料在50 60°C温度下涂片后分三阶段进行固化，第一阶段温度74 82°C，湿度95 100%，时间 8 10h，第二阶段温度64 70°C，湿度75 85%，时间18 25h，第三阶段温度55 60°C，湿度60 70%，时间10 12h。本发明由于加入硫酸铅催化剂，作为一种晶种，形成电池电化学反应用的多相混合体，使铅膏中形成的四碱式硫酸铅比例大幅度增加，达到现有技术的2-3倍。制备中搅拌充分，混合均勻，再通过三阶段固化工艺，缩短了固化时间，提高了固化效果，形成的结晶体是四碱式硫酸铅与三碱式硫酸铅的均勻混合体，四碱式硫酸铅含量达70%以上，且固化后的活性材料组织细小均勻，紧密结合在板栅筋条上，保持良好的结合力，比表面积增大，增强活性材料与板栅的结合力及活性物质的均勻性，改善电极充放电性能，有利于提高电池的充电接受能力，延长电池深循环寿命，适用于大电流、深放电循环使用。
具体实施例方式下面通过实施例进一步说明本发明例一、例二活性材料的组分及质量百分比含量为
铅粉粘合剂去离子水硫酸硫酸铅催化剂密度g/ml含量例1821. 561. 304. 56例2840. 58. 51. 403. 53. 5例一、例二活性材料的制备方法是按各组分质量百分比备料后，将铅粉、粘合剂和硫酸铅催化剂在干态下搅拌混合IOmin (例一)或15min (例二)，再在6min内勻速加入去离子水，边加边搅拌，加完后继续搅拌6min (例一)或Smin (例二)，再加入硫酸，加酸时间为IOmin (例一)或15min (例二 )，边加边搅拌，加酸后继续搅拌15min (例一)或IOmin (例二 )，制备过程中控制和膏温度为70 75°C。例一、例二活性材料的涂片温度和三阶段固化方法如下
涂片温度It 一阶段I 二阶段I实三阶段温度 0C湿度 %时间 h温度 "C湿度 %时间 h温度 "C湿度 %时间 h例一5275958657525556010例二58809910708518607012将例一所得到的活性材料制作极板按常规工艺组装化成制成GFM-500电池样品9 只，分别进行充电接受能力和循环寿命试验，检测设备采用张家港金帆电源有限公司生产的12V250A蓄电池循环检测仪。1、充电接受能力试验从样品电池中抽取3只电池，分别以50A电流放电证，再放入0°C的低温室中25h， 取出在Imin内，以恒定电压2. 35V对蓄电池进行充电，IOmin后，测得最大充电电流分别为 200A、212A、215A，而现有技术最大充电电流只有100A左右，本发明制作的样品充电电流是现有技术的2倍以上，充电接受能力明显提高。2、电池循环寿命试验循环寿命测试方法将样品电池中其余6只串接成一组，以恒压14. IV、限流100A 充电20h，静置池后，以恒流50A放电至终止电压10. 8V为一个循环，当整组电池的放电容量低于额定容量的80%时，寿命终止。(1)容量衰减速度电池组循环前10次，放电容量逐渐上升，第10次放电容量为初始容量的105%， 循环至第20次时，放电容量为初始容量的98%，而现有技术的电池循环时容量衰减速度较快，循环至第20次时放电容量为初始容量的86%。(2)容量循环次数样品电池循环寿命终止时，循环次数为282次，现有技术深循环寿命只有187次左右。从上述试验结果可以说明，采用本发明制作的活性材料，能够显著提高电池充电接受能力、深循环寿命性能，适应频繁停电地区，充电条件不能保障地区使用。将例二所得活性材料进行上述试验，也能得到同样效果。
权利要求
1.一种通信用阀控密封铅酸蓄电池正极活性材料，组分中包括铅粉、粘合剂、硫酸和去离子水，其特征是组分中加入硫酸铅催化剂，各组分的质量百分比为铅粉80 85，粘合剂 0. 1 3，密度为1. 30 1. 40g/ml的硫酸3 8，去离子水5 10，硫酸铅催化剂3 8。
2.一种如权利要求1所述通信用阀控密封铅酸蓄电池正极活性材料的制备方法，其特征是按各组分的质量百分比备料后，将铅粉、粘合剂和硫酸铅催化剂在干态下充分搅拌混合10 15min，再在5 7min内勻速加入去离子水，边加入边搅拌，加完后继续搅拌5 IOmin,再加入密度1. 30 1. 40g/ml的硫酸，加酸时间为10 15min，加酸后继续搅拌10 15min,制备过程中控制和膏温度低于80°C。
3.—种如权利要求1所述通信用阀控密封铅酸蓄电池正极活性材料的固化方法，其特征是将该活性材料在50 60°C温度下涂片后分三阶段进行固化，第一阶段温度74 82 V，湿度95 100 %，时间8 10h，第二阶段温度64 70°C，湿度75 85 %，时间 18 25h，第三阶段温度55 60°C，湿度60 70%，时间10 12h。
全文摘要
本发明公开了一种通信用阀控密封铅酸蓄电池正极活性材料及制备和固化方法，由铅粉、粘合剂、硫酸、去离子水并加入硫酸铅催化剂，在低于80℃温度下，充分搅拌混合制成铅膏，并在50～60℃温度下涂片后分高温、高湿三阶段进行固化。该活性材料组织细小均匀，比表面积大，与板栅结合力强，导电性好，制成的铅酸蓄电池充放电性能和深循环寿命显著提高，适合大电流、深放电循环使用。
文档编号H01M4/58GK102244261SQ201010181739
公开日2011年11月16日 申请日期2010年5月20日 优先权日2010年5月20日
发明者丁同臣, 薛奎网 申请人:江苏双登集团有限公司