极板膏料的制作方法

文档序号:15049045发布日期:2018-07-27 23:39阅读:379来源:国知局

本发明涉及蓄电池生产领域,具体涉及极板膏料。



背景技术:

铅酸蓄电池自1958年被发明以来,至今已有一百多年的历史。铅酸蓄电池具有结构简单、性能可靠、使用方便、原料易得和价格便宜等优点,被广泛应用于交通运输、通讯和国防等国民经济中的众多领域,已成为社会生产和人类生活中不可缺少的能源产品。

一般说来,铅酸蓄电池包括正极板、负极板和电解液等,极板由板栅涂覆铅膏制成,其中,用于制造铅酸蓄电池负极板的铅膏是影响铅酸蓄电池的电性能的主要因素之一。在蓄电池中负极板的活性物质为铅,当蓄电池放电时,铅负极为阳极,铅被氧化成pb2++,从电极表面扩散到溶液中,与so42-发生沉淀反应。如果铅电极过电位足以导致固相成核,则可以发生固相反应,so42-直接与铅碰撞形成固态硫酸铅,而在充电过程中pb2+被还原。

水平电池是铅蓄电池的一种,极板采用水平叠放的方式,减少了活性物质脱落和电解液分层的现象,在电池两极板组之间插入agm隔板,即叠片,防止正负极板相互接触而发生短路和活性物质脱落。

但是,负极板膏料充电时,硫酸铅发生还原反应生产海绵状纯铅,负极板的体积收缩,负极板膏料孔隙变小,活性物质的利用率低。



技术实现要素:

本发明的目的在于提供极板膏料,以解决目前负极板膏料活性物质利用率低的问题。

为达到上述目的,本发明采用如下技术方案:

极板膏料,其原料各组分按质量份数计为:锌粉100份、纯水9-12份、稀硫酸110-115、硫酸钡0.03-0.07份、pp纤维0.02-0.5份、活性炭1.0-2.0份、葡萄糖0.1-2份、氧化酶0.01-0.08份、聚酯纤维0.02-3份。

本方案的优点在于:

1、以锌粉代替传统的铅粉,能够同样达到电池充放电的效果,且锌粉对环境友好,避免了传统铅粉对环境的污染。2、硫酸钡的加入主要是在放电时为产物硫酸锌提供成核的中心,即起晶核作用,在放电时,硫酸锌可以在硫酸钡上析出,使溶解沉淀的硫酸锌不是金属锌上析出,防止形成覆盖金属锌的钝化层,起到抑制负极钝化的作用。3、pp纤维能使活性物质锌的机械性能稳定,增强极板的机械强度,且pp纤维难以氧化,在循环中具有长期作用,从而提高了电池的寿命。4、由于在电池充放电过程中,会消耗部分水分,生成氧气和氢气,葡萄糖在氧化酶的作用下能生成水,一方面能消耗部分氧气,另一方面还能自动对水分进行补充,无需人工添加水。5、活性炭为多孔的颗粒结构,具有吸附气体的效果,能吸附电池反应生成的部分氢气和氧气。6、聚酯纤维在高温下发生降解后,其微观结构为网状,能增加电池中原料的接触面积,因而能够使得反应更加充分,活性物质的利用率高,网状结构也能起到吸附气体的效果。因此,通过葡萄糖、氧化酶的共同作用,加之活性炭和聚酯纤维的作用,使得膏料能吸收电池内的气体,同时聚酯纤维的微观网状结构能提高负极板膏料的活性物质的利用率。

进一步,各组分按质量份数计为:锌粉100份、纯水9份、稀硫酸110、硫酸钡0.03份、pp纤维0.02份、活性炭1.0份、葡萄糖0.1份、氧化酶0.01份、聚酯纤维0.02份。

进一步,各组分按质量份数计为:锌粉100份、纯水12份、稀硫酸115份、硫酸钡0.07份、pp纤维0.5份、活性炭2.0份、葡萄糖2份、氧化酶0.08份、聚酯纤维3份。

进一步,各组分按质量份数计为:锌粉100份、纯水10份、稀硫酸112份、硫酸钡0.05份、pp纤维0.1份、活性炭1.5份、葡萄糖1份、氧化酶0.05份、聚酯纤维1份。

进一步,各组分按质量份数计为:锌粉100份、纯水11份、稀硫酸113份、硫酸钡0.06份、pp纤维0.2份、活性炭1.8份、葡萄糖0.5份、氧化酶0.03份、聚酯纤维2份。

进一步,各组分按质量份数计为:锌粉100份、纯水11份、稀硫酸111份、硫酸钡0.04份、pp纤维0.3份、活性炭1.3份、葡萄糖0.8份、氧化酶0.06份、聚酯纤维0.08份。

进一步,其视密度为4.45-4.50g/ml。4.45-4.50g/ml为最佳视密度,对膏料进行涂板时更容易操作。

进一步,所述稀硫酸的密度为1.28g/cm3。采用这样的稀硫酸密度,制得的负极板膏料具有更好的导电性。

附图说明

图1为本发明实施例的结构示意图,此时卡设网和涂抹箱刚处于倒扣的状态;

图2为图1中膏料涂覆完成后的状态。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细的说明:

图中附图标记为:板栅1、卡设网2、钢球3、膏料4、磁板5、涂抹箱6。

实施例一

本实施例的极板膏料,其原料各组分按质量计为:锌粉100kg、纯水9kg、稀硫酸110kg、硫酸钡0.03kg、pp纤维0.02kg、活性炭1.0kg、葡萄糖0.1kg、氧化酶0.01kg、聚酯纤维0.02kg。

制备过程如下:

一、真空和膏

加入上述量的个组份原料入真空和膏机进行和膏,和膏步骤如下,

1)加粉:将锌粉、硫酸钡、pp纤维、活性炭、葡萄糖、氧化酶和聚酯纤维在1分钟内加入真空和膏机,然后干混2分钟;

2)加水:干混后在1分钟内加入纯水,然后水混4分钟;

3)加酸:将稀硫酸在10分钟内加完,然后酸混6分钟。

二、出膏

至温度降到35℃、膏料视密度4.45g/ml时出膏。

三、定型

将真空和膏机排出的膏料进行定型和涂板,步骤如下:

1)制备一个顶部开口的涂抹箱6,在涂抹箱6内底部放置一个与板栅1孔径相同的卡设网2,在卡设网2的网孔中均放置一个钢球3,在涂抹箱6外壁上安装一个振动器。

2)将和好的膏料4倒入涂抹箱6中,将板栅1置于涂抹箱6上,将一块上电磁板放在涂抹箱6和板栅1上方,将一块下电磁板5放在涂抹箱6和板栅1下方,然后将板栅1和涂抹箱6倒扣,如图1所示,使板栅1处于涂抹箱6下方,板栅1下端面与下电磁板5上端面的距离小于钢球3的直径,向下电磁板5中通电,开启振动器,向使钢球3产生振动,钢球3在振动器作用下进入板栅1的网孔中并向下掉落,钢球3向下运动时,一方面能对其下方的膏料4产生推挤,另一方面,由于钢球3与膏料4之间的粘附性,钢球3向下运动时还能对其上方的膏料4产生拉力,使膏料4在板栅1的网孔中更容易向下运动,即增加了膏料4的流动性,钢球3同时也受到来自下电磁板5的磁吸力,使钢球3在板栅1的网孔中更容易向下运动,即进一步增加了膏体流动性,最终钢球3掉落在下电磁板5表面,达到如图2所示的状态,从板栅1的网孔中流出的多余膏料4到达下电磁板5上,由于板栅1下端面与下电磁板5上端面的距离小于钢球3的直径,使钢球3一部分处于板栅1的网孔中,另一部分处于板栅1的网孔外,完成膏料4的涂覆。当膏料4未充分进入板栅1的网孔中时,对上电磁板通电,下电磁板5断电,电磁铁7将钢球3往上吸,使钢球3回到初始位置,此时再将上电磁板断电,下电磁板5通电,使钢球3重复上述过程,直到膏料4充满板栅1的网孔。

3)当膏料4凝固后,向下拉动磁板5,钢球3在自身重力和下电磁板5的磁吸力作用下,克服膏料4对钢球3的吸附力,使钢球3向下运动与膏料4脱离,当钢球3脱离膏料4后,膏料4表面形成一个个凹陷,此时可以将agm隔板设置成与膏料4表面凹陷匹配的凸起,agm隔板与膏料4接触后,两者能相互配合,与现有技术中agm隔板与膏料4仅为普通叠放相比,结合得更加紧密,不容易产生滑动。

本实施例的膏料中,以锌粉代替传统的铅粉,能够同样达到电池充放电的效果,且锌粉对环境友好,避免了传统铅粉对环境的污染。硫酸钡的加入主要是在放电时为产物硫酸锌提供成核的中心,即起晶核作用,在放电时,硫酸锌可以在硫酸钡上析出,使溶解沉淀的硫酸锌不是金属锌上析出,防止形成覆盖金属锌的钝化层,起到抑制负极钝化的作用。pp纤维能使活性物质锌的机械性能稳定,增强极板的机械强度,且pp纤维难以氧化,在循环中具有长期作用,从而提高了电池的寿命。由于在电池充放电过程中,会消耗部分水分,生成氧气和氢气,葡萄糖在氧化酶的作用下能生成水,一方面能消耗部分氧气,另一方面还能自动对水分进行补充,无需人工添加水。活性炭为多孔的颗粒结构,具有吸附气体的效果,能吸附电池反应生成的部分氢气和氧气。聚酯纤维在高温下发生降解后,其微观结构为网状,能增加电池中原料的接触面积,因而能够使得反应更加充分,活性物质的利用率高,网状结构也能起到吸附气体的效果。

实施例二

本实施例与实施例一的区别在于:本实施例的极板膏料,其原料各组分按质量计为:

锌粉100kg、纯水12kg、稀硫酸115kg、硫酸钡0.07kg、pp纤维0.5kg、活性炭2.0kg、葡萄糖2kg、氧化酶0.08kg、聚酯纤维3kg。

在真空和膏时,稀硫酸在12分钟内加完。

在出膏时,在膏料温度降到40℃、膏料视密度4.50g/ml时出膏。

实施例三

本实施例与实施例一的区别在于:本实施例的极板膏料,其原料各组分按质量计为:

锌粉100kg、纯水10kg、稀硫酸112kg、硫酸钡0.05kg、pp纤维0.1kg、活性炭1.5kg、葡萄糖1kg、氧化酶0.05kg、聚酯纤维1kg。

在真空和膏时,稀硫酸在11分钟内加完。

在出膏时,在膏料温度降到37℃、膏料视密度4.47g/ml时出膏。

实施例四

本实施例与实施例一的区别在于:本实施例的极板膏料,其原料各组分按质量计为:

锌粉100kg、纯水11kg、稀硫酸113kg、硫酸钡0.06kg、pp纤维0.2kg、活性炭1.8kg、葡萄糖0.5kg、氧化酶0.03kg、聚酯纤维2kg。

实施例五

本实施例与实施例一的区别在于:本实施例的极板膏料,其原料各组分按质量计为:

锌粉100kg、纯水11kg、稀硫酸111kg、硫酸钡0.04kg、pp纤维0.3kg、活性炭1.3kg、葡萄糖0.8kg、氧化酶0.06kg、聚酯纤维0.08kg。

对比例1,本对比例采用现有的铅蓄电池,其极板膏料的原料各组分按质量计为:

铅粉100kg、纯水8kg、稀硫酸109kg、硫酸钡0.02kg、pp纤维0.01kg。

对比例2,也采用现有铅蓄电池,其极板膏料的原料各组分按质量计为:

铅粉100kg、纯水13kg、稀硫酸116kg、硫酸钡0.08kg、pp纤维0.6kg。

使用实施例一~五的极板膏料制成的电池与对比例1进行对比测试,结果如表1:

表1

经发明人实验对比发现,本发明的原料用量在实施例1~实施例5的范围之内时,其导电性和散热性更优,且实施例三最优。

以上所述的仅是本发明的实施例,方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出,对于本领域的技术人员来说,在不脱离本发明结构的前提下,还可以作出若干变形和改进,这些也应该视为本发明的保护范围,这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准,说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

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