一种耐深循环铅酸蓄电池负极铅膏配方及其制备工艺的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种耐深循环铅酸蓄电池负极铅膏配方，包括以下组份，各组份的重量百分比为：铅粉70-90％、硫酸2-15％、水5-20％、短纤维0.05-2％、乙炔黑0.2-0.5％、腐植酸0.2-0.5％、硫酸钡0.1-1.2％、木素磺酸钠0.1-0.4％、榆木颗粒0.05-0.3％、二氧化硅乳液0.1-1.5％与聚四氟乙烯乳液0.1-10％，榆木颗粒的粒径为5-20微米。利用该配方及制备工艺制备的铅膏制作的极板组装成蓄电池后，具有深放电能力强，耐过充能力强，循环寿命长的优点。
【专利说明】一种耐深循环铅酸蓄电池负极铅膏配方及其制备工艺
【技术领域】
[0001] 本发明属于铅酸蓄电池【技术领域】，涉及铅酸蓄电池负极铅膏，特别是一种提高电 池循环使用寿命的耐深循环铅酸蓄电池负极铅膏配方及其制备工艺。
【背景技术】
[0002] 目前，铅酸蓄电池的应用方式由常规的备用和小电流、低功率应用方式转变为大 电流、大功率的应用方式。常用的阀控式密封铅酸蓄电池面临深放电能力差、耐过充电能力 差、循环寿命短的困境，而提高其性能的常用方法有：1、增加极板厚度以提高电极过充电、 过放电能力，但存在生产控制质量成本高、效率低下的缺点；2、添加可溶性添加剂并提高电 池前期的比表面性，但这个方法不能持续保持电池容量；3、降低电液浓度，但存在活性物质 利用率低的缺点。
[0003] 中国专利公布号CN102738461A，公布日2012年10月17日，名称为铅超级酸蓄电 池的负极铅膏的制备方法，该申请案公开了一种铅超级酸蓄电池的负极铅膏的制备方法， 包括按照特定重量份配置铅膏原材料，原材料包括铅粉、硫酸钡、导电石墨、聚酯短纤维、木 素、重量浓度为49%的稀硫酸，去离子水，膨胀中间相炭微球；其中膨胀中间相炭微球采用 特殊的方法制备：将铅粉、硫酸钡、导电石墨、聚酯短纤维、木素，膨胀中间相炭微球混合好 后，与铅粉一起加入合膏机内，开机搅拌，再均匀加入水，继续搅拌，再内均匀加入稀硫酸， 在加入稀硫酸的同时开启合膏机的进风机和循环冷却水，控制温度，加稀硫酸结束后，再连 续搅拌出膏，得到超级铅酸蓄电池负极铅膏。
[0004] 其不足之处在于，深放电能力差、耐过充电能力差、循环寿命短。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于为了解决现有铅酸蓄电池深放电能力差、耐过充电能力差、循 环寿命短的缺陷而提供一种提高电池循环使用寿命的耐深循环铅酸蓄电池负极铅膏配方。
[0006] 本发明的另一个目的是为了提供一种耐深循环铅酸蓄电池负极铅膏的制备工艺。
[0007] -种耐深循环铅酸蓄电池负极铅膏配方，包括以下组份，各组份的重量百分比 为：铅粉70-90 %、硫酸2-15 %、水5-20 %、短纤维0. 05-2 %、乙炔黑0. 2-0. 5 %、腐植酸 0. 2-0. 5%、硫酸钡0. 1-1. 2%、木素磺酸钠0. 1-0. 4%、榆木颗粒0. 05-0. 3%、二氧化硅乳 液0. 1-1. 5%与聚四氟乙烯乳液0. 1-10%，榆木颗粒的粒径为5-20微米。在本技术方案中， 通过在铅膏中添加二氧化硅乳液，使得二氧化硅在铅膏表面形成网状结构，从而保护铅膏 晶体，短纤维可以使铅膏的合膏时间大大缩短，原来一般需要合膏4-6小时才能基本均匀， 现在只需要2-3小时即可，而且均匀分散的效果更佳，但是当短纤维超过2%时，有一些短 纤维开始扎堆，难以分散均匀，使得活性物质粘结时受到影响，给出的电池容量反而下降； 腐植酸可显著提高蓄电池的充电接受能力；乙炔黑可改进活性物质的导电性能，提高 活性物质的孔率和改善蓄电池充电接受能力；榆木颗粒的加入可以弥补由于铅酸蓄电池使 用过程中负极铅膏木素活性降低而导致蓄电池早起失效现象的不足，使电池使用后期的效 能提高，从而延长蓄电池的使用寿命，但是榆木颗粒加入过多则会引起铅酸蓄电池的内阻 过大，所以榆木颗粒的含量为〇. 05-0. 3。
[0008] 作为优选，所述的聚四氟乙烯乳液的质量百分比浓度为15%?85%，聚四氟乙烯 固体颗粒粒径为1?15nm。
[0009] 作为优选，所述的二氧化硅乳液的质量百分比浓度为10%?50%，二氧化硅固体 颗粒粒径为1?10nm。
[0010] 作为优选，所述的硫酸的质量百分比浓度为45%。
[0011] 一种耐深循环铅酸蓄电池负极铅膏的制备工艺，所述制备工艺包括以下步骤： a) a)在合膏机内按配方量加入铅粉、短纤维、榆木颗粒、乙炔黑、腐植酸、硫酸钡和木素 磺酸钠，干拌6-8min ; b) 向步骤a)的合膏机内边搅拌边加入配方量的二氧化硅乳液、聚四氟乙烯乳液和去 离子水，然后继续搅拌4-8min ; c) 向步骤b)的合膏机内边搅拌边加入配方量的硫酸，温度50-70°C，继续搅拌 7_13min ; d) 待铅膏温度低于45°C即可出膏进行涂板。
[0012] 作为优选，步骤b)中，二氧化硅乳液、聚四氟乙烯乳液和去离子水在l-3min内加 入完毕。在本技术方案中，聚四氟乙烯乳液的加入主要是增加活性物质之间以及活性物质 与板栅之间的结合力，使负极板在充放电循环过程中体积变化减小，从而提高铅酸蓄电池 充电接受能力；二氧化硅乳液的加入是使得二氧化硅在铅膏表面形成网状结构，保护铅膏 晶体，减少活性物质因充放电过程中体积膨胀收缩造成的软化、脱落；而去离子水、二氧化 硅乳液与聚四氟乙烯乳液在l_3min内加入完毕则是为了让其能够快速的与铅膏混合，保 证其能够分散均匀，易于控制使得负极铅膏的分散状态在最佳时进行固化。
[0013] 作为优选，步骤c)中加硫酸的时间为12-20min。
[0014] 作为优选，硫酸的密度为1. 4g/cm3。
[0015] 作为优选，合膏过程的温度为60-65°C。
[0016] 本发明的有益效果是利用该配方及制备工艺制备的铅膏制作的极板组装成蓄电 池后，具有深放电能力强，耐过充能力强，循环寿命长的优点。
【具体实施方式】
[0017] 以下结合具体实施例，对本发明作进一步的解释： 本发明所用原料均可从市场购得。
[0018] 短纤维为长度l_5mm的丙纶短纤维；聚四氟乙烯固体颗粒粒径为1?15nm ;二氧 化娃固体颗粒粒径为1?l〇nm ;榆木颗粒粒径为5-20微米；铅粉可以使岛津式铅粉或巴顿 式铅粉。
[0019] 实施例1 一种耐深循环铅酸蓄电池负极铅膏的制备工艺，所述制备工艺包括以下步骤： a) 在合膏机内按配方量加入铅粉、短纤维、榆木颗粒、乙炔黑、腐植酸、硫酸钡和木素磺 酸钠，干拌6min ;(配方见表1) b) 向步骤a)的合膏机内边搅拌边加入配方量的二氧化硅乳液、聚四氟乙烯乳液和去 离子水，然后继续搅拌4min ;二氧化硅乳液、聚四氟乙烯乳液和去离子水在lmin内加入完 毕；聚四氟乙烯乳液的质量百分比浓度为15%，二氧化硅乳液的质量百分比浓度为10% ; c) 向步骤b)的合膏机内边搅拌边加入配方量的密度为1.4g/cm3的硫酸，温度控制在 50°C，加酸时间12min，然后继续搅拌7min ; d) 待铅膏温度低于45°C即可出膏进行涂板。
[0020] 实施例2 一种耐深循环铅酸蓄电池负极铅膏的制备工艺，所述制备工艺包括以下步骤： a) 在合膏机内按配方量加入铅粉、短纤维、榆木颗粒、乙炔黑、腐植酸、硫酸钡和木素磺 酸钠，干拌7min ;(配方见表1) b) 向步骤a)的合膏机内边搅拌边加入配方量的二氧化硅乳液、聚四氟乙烯乳液和去 离子水，然后继续搅拌5min ;二氧化硅乳液、聚四氟乙烯乳液和去离子水在2min内加入完 毕；聚四氟乙烯乳液的质量百分比浓度为55%，二氧化硅乳液的质量百分比浓度为30% ; c) 向步骤b)的合膏机内边搅拌边加入配方量的密度为1.4g/cm3的硫酸，温度控制在 60°C，加酸时间15min，然后继续搅拌lOmin ; d) 待铅膏温度低于45°C即可出膏进行涂板。
[0021] 实施例3 一种耐深循环铅酸蓄电池负极铅膏的制备工艺，所述制备工艺包括以下步骤： a) 在合膏机内按配方量加入铅粉、短纤维、榆木颗粒、乙炔黑、腐植酸、硫酸钡和木素磺 酸钠，干拌8min ;(配方见表1) b) 向步骤a)的合膏机内边搅拌边加入配方量的二氧化硅乳液、聚四氟乙烯乳液和去 离子水，然后继续搅拌8min ;二氧化硅乳液、聚四氟乙烯乳液和去离子水在3min内加入完 毕；聚四氟乙烯乳液的质量百分比浓度为85%，二氧化硅乳液的质量百分比浓度为50% ; c) 向步骤b)的合膏机内边搅拌边加入配方量的密度为1.4g/cm3的硫酸，温度控制在 70°C，加酸时间20min，然后继续搅拌13min ; d) 待铅膏温度低于45°C即可出膏进行涂板。
[0022] 实施例4,制备工艺的参数与步骤与实施例1相同，不同之处见表1。
[0023] 实施例5,制备工艺的参数与步骤与实施例1相同，不同之处见表1。
[0024] 表1、负极铅膏配方
【权利要求】
1. 一种耐深循环铅酸蓄电池负极铅膏配方，其特征在于，包括以下组份，各组份的重量 百分比为：铅粉70-90%、硫酸2-15%、水5-8. 5%、短纤维0. 05-2%、乙炔黑0. 2-0. 5%、腐 植酸0. 2-0. 5%、硫酸钡0. 1-1. 2%、木素磺酸钠0. 1-0. 4%、榆木颗粒0. 05-0. 3%、二氧化 硅乳液〇. 1-1. 5%与聚四氟乙烯乳液0. 1-5%，榆木颗粒的粒径为5-20微米。
2. 根据权利要求1所述的一种耐深循环铅酸蓄电池负极铅膏配方，其特征在于，所 述的聚四氟乙烯乳液的质量百分比浓度为15%?85%，聚四氟乙烯固体颗粒粒径为1? 15nm〇
3. 根据权利要求1所述的一种耐深循环铅酸蓄电池负极铅膏配方，其特征在于，所述 的二氧化硅乳液的质量百分比浓度为10%?50%，二氧化硅固体颗粒粒径为1?10nm。
4. 根据权利要求1或2或3所述的一种耐深循环铅酸蓄电池负极铅膏配方，其特征在 于，所述的硫酸的质量百分比浓度为45%。
5. -种如权利要求1所述的耐深循环铅酸蓄电池负极铅膏的制备工艺，其特征在于， 所述制备工艺包括以下步骤： a) 在合膏机内按配方量加入铅粉、短纤维、榆木颗粒、乙炔黑、腐植酸、硫酸钡和木素磺 酸钠，干拌6-8min; b) 向步骤a)的合膏机内边搅拌边加入配方量的二氧化硅乳液、聚四氟乙烯乳液和去 离子水，然后继续搅拌4-8min; c) 向步骤b)的合膏机内边搅拌边加入配方量的硫酸，温度50-70°C，继续搅拌 7_13min; d) 待铅膏温度低于45°C即可出膏进行涂板。
6. 根据权利要求5所述的一种耐深循环铅酸蓄电池负极铅膏的制备工艺，其特征在 于，步骤b)中，二氧化硅乳液、聚四氟乙烯乳液和去离子水在l-3min内加入完毕。
7. 根据权利要求5所述的一种耐深循环铅酸蓄电池负极铅膏的制备工艺，其特征在 于，步骤c)中加硫酸的时间为12-20min。
8. 根据权利要求5或7所述的一种耐深循环铅酸蓄电池负极铅膏的制备工艺，其特征 在于，硫酸的密度为1.4g/cm3。
9. 根据权利要求5所述的一种耐深循环铅酸蓄电池负极铅膏的制备工艺，其特征在 于，合骨过程的温度为60_65°C。
【文档编号】H01M4/57GK104377358SQ201410546186
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2014年10月15日 优先权日:2014年10月15日
【发明者】祝皎皎, 赵文超, 马洪涛, 贡全富, 张余霞 申请人:超威电源有限公司