铅酸蓄电池负极铅膏及其制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种铅酸蓄电池负极铅膏及其制作方法，改进之处在于负极铅膏中添加了活性炭黑和气相二氧化硅，各组分有科学合理的配比，并且制作方法中操作步骤和工艺参数更加规范完善。由本发明制作的负极铅膏做成的铅酸蓄电池具有更高的活性物质利用率和感应电流效率，在部分荷电状态下的充放电循环次数超过600次，明显优于现有电池。
【专利说明】铅酸蓄电池负极铅膏及其制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种铅酸蓄电池负极铅膏及其制作方法，属于铅酸蓄电池制作【技术领域】。
【背景技术】
[0002]日趋严峻的环境问题使新能源产业备受关注，具有启停、加速、刹车回收功能的轻混动力汽车获得了全球性的重视和发展。这对于作为能量储存和转换核心器件的蓄电池在部分荷电状态下的充电接受能力和寿命都有严格的要求。铅酸电池放电阶段，正极二氧化铅半导体和负极金属铅同硫酸反应形成不导电的硫酸铅，且伴随转变过程正负极都存在一定的体积膨胀。在重复的充放电过程中，负极硫酸铅的积累会造成极板电导率降低、活性物质孔隙率下降以及局部酸密度降低，严重影响蓄电池寿命。此外，电池失水和局部热失控同样也可以加速电池失效。
[0003]目前，大多数研发团队致力于在获得电池放电容量最大化、实现蓄电池的深度放电，在充放循环过程中尽可能高的保持电池容量。实现电池放电容量最大化所面临的技术挑战包含促进生成反应物到达反应活性位的通道，达到这一目标必须满足:(I)、高比表面积的活性固态反应物；(2)、在电解质溶液中各活性组分具有足够高的通量，缩短扩散路径；
[3]、阻抗低，保证电流通畅。值得注意的是，负极板的硫酸盐化是铅酸蓄电池在高倍率部分荷电状态下运行寿命的重要限制因素。常用的改进方法是通过改变蓄电池的铅膏配方提高蓄电池部分荷电状态下的寿命，从而满足应用需求。现有技术中，一般采用石墨化碳、膨胀碳、A1203、T12等多种负极添加剂用于缓解负极硫酸盐的积累，但效果并不理想。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种能有效提高电池在部分荷电状态下循环寿命的铅酸蓄电池负极铅膏及其制作方法。
[0005]本发明所采用的技术方案是:
铅酸蓄电池负极铅膏，含有铅粉、短纤维、硫酸、去离子水、硫酸钡、木素、腐植酸，其改进之处是该铅膏中添加活性炭黑和气相二氧化硅，各组分的重量百分比为:活性炭黑1%?3%,气相二氧化硅0.15%?0.25%、铅粉76%?79%，短纤维0.2%?0.3%,硫酸9%?12%，去离子水8%?10%，硫酸钡0.5%?1%，木素0.05%?0.1%，腐植酸0.3%?0.4%。
[0006]所述硫酸的比重量为0.35?1.45g/cm3,所述铅粉的氧化度为75%?80%，所述活性炭黑的比表面积为400?1000m2/g，所述气相二氧化硅的比表面积为150?300m2/g。
[0007]本发明技术方案的另一方面是，所述铅酸蓄电池负极铅膏的制作方法操作步骤如下:
(O备料:按各组分的质量配比，称取活性炭黑、气相二氧化硅、铅粉、短纤维、硫酸、去离子水、硫酸钡、木素、腐植酸备用；
(2)预混:将活性炭黑、气相二氧化硅、硫酸钡、短纤维、木素、腐植酸共同加入和膏机内预混5~1min ；
(3)干混:预混结束后加入铅粉，打开和膏冷却系统，干混4~7min；
(4)湿混:干混结束后加入去离子水搅拌均匀,湿混4~7min；
(5)酸混:湿混结束后加入硫酸，搅拌9~12min，控制和膏机内温度为55~65°C；
(6)出膏:酸混结束后，冷却至45°C以下时出膏，
上述步骤(2)至(5)中，搅拌转速为100~800r/min。
[0008]本发明的重要特征在于在负极铅膏中添加了活性炭黑和气相二氧化硅，同时提供了该铅膏的制备方法。加入活性炭黑，可以降低活性物质间的接触电阻，提高极板的导电性，防止硫酸铅晶体生长，抑制极板的硫酸盐化；加入气相二氧化硅，可有效防止电池失水，提高氧循环效率，同时使负极活性物质和板栅直接具有更好的连接性。综合效果是有效提高了电池在部分荷电状态下的循环寿命。本发明提供的制作方法，操作规范，工艺合理，能保证产品质量，适合批量生产。
【具体实施方式】
[0009]下面通过实施例对本发明作进一步说明。
[0010]实施例1、2和3中，试验电池用负极铅膏中添加活性炭黑和气相二氧化硅，铅膏各成分及含量(重量百分比)如表1。
[0011]表1:
【权利要求】
1.一种铅酸蓄电池负极铅膏，含有铅粉、短纤维、硫酸、去离子水、硫酸钡、木素、腐植酸，其特征是该铅膏中添加活性炭黑和气相二氧化硅，各组分的重量百分比为:活性炭黑1%?3%，气相二氧化硅0.15%?0.25%、铅粉76%?79%，短纤维0.2%?0.3%,硫酸9%?12%,去离子水8%?10%，硫酸钡0.5%?1%，木素0.05%?0.1%，腐植酸0.3%?0.4%。
2.按权利要求1所述铅酸蓄电池负极铅膏，其特征是所述硫酸的比重为0.35?1.45g/cm3，所述铅粉的氧化度为75%?80%，所述活性炭黑的比表面积为400?1000m2/g，所述气相二氧化硅的比表面积为150?300m2/g。
3.—种如权利要求1所述铅酸蓄电池负极铅膏的制作方法，其特征是操作步骤如下: (O备料:按各组分的质量配比，称取活性炭黑、气相二氧化硅、铅粉、短纤维、硫酸、去离子水、硫酸钡、木素、腐植酸备用； (2)预混:将活性炭黑、气相二氧化硅、硫酸钡、短纤维、木素、腐植酸共同加入和膏机内预混5?1min ； (3)干混:预混结束后加入铅粉，打开和膏冷却系统，干混4?7min； (4)湿混:干混结束后加入去离子水搅拌均勻,湿混4?7min； (5)酸混:湿混结束后加入硫酸，搅拌9?12min，控制和膏机内温度为55?65°C； (6)出膏:酸混结束后，冷却至45°C以下时出膏， 上述步骤(2)至(5)中，搅拌转速为100?800r/min。
【文档编号】H01M4/62GK104167545SQ201410362345
【公开日】2014年11月26日 申请日期:2014年7月28日 优先权日:2014年7月28日
【发明者】熊斌, 吴宏亮 申请人:双登集团股份有限公司