本发明属于铅酸蓄电池技术领域，具体涉及一种铅酸蓄电池用正极铅膏配方及制备工艺。
背景技术：
自铅酸蓄电池被发明以来，因其价格低廉、原料易得、性能可靠、容易回收和适于大电流放电等特点，已成为世界上产量最大、用途最广泛的蓄电池品种。
随着蓄电池行业的竞争日益激烈，材料成本不断上涨，环保要求日益严格，蓄电池行业整体面临着较大的成本压力，通过工艺产品优化设计降成本，同时不牺牲电池质量，成为各蓄电池厂最主要的研究方向。其中提高活性物质利用从而降低铅耗成本是蓄电池行业重点研究对象。大多数的蓄电池厂通过对铅膏含酸量和视密度的调整来提升活性物质利用率，但由此引起的负面作用导致电池循环寿命的衰减。如何通过提升活性物质利用率改善电池初期容量的同时，不降低电池循环寿命一直是行业难题。
有必要对富液起动电池活性物质利用率进行研究与提升，综合降低材料及能耗成本，同时不降低电池使用寿命满足主机厂和客户使用需求，提升铅酸蓄电池行业整体性能水平。
技术实现要素：
本发明的目的在于解决上述现有技术中，针对现有铅酸蓄电池正极活性物质利用率低，以及活性物质利用率提升后的循环寿命衰减的问题，提供一种提高铅酸蓄电池正极活性物质利用率的铅膏。
本发明的目的还在于提供上述提高铅酸蓄电池正极活性物质利用率的铅膏的制备方法。
本发明的技术方案是：提高铅酸蓄电池正极活性物质利用率的铅膏，包含以下重量份数的成分：
铅粉 100份，
高强短纤维0.09～0.15份，
红丹 15～20份，
4bs晶种 0.8～1.2份，
氧化铋 0.15～0.25份，
硫酸亚锡0.08～0.12份，
硫酸8～12份，
去离子水 10～14份。
本发明优选配比为：
铅粉 100份，
高强短纤维0.12～0.14份，
红丹 15～17份，
4bs晶种1.0～1.2份，
氧化铋 0.20～0.25份，
硫酸亚锡0.10～0.12份，
硫酸10～12份，
去离子水 10～12份。
本发明所述铅粉为含pbo的铅粉，pbo的含量为70-80wt%。
本发明所述高强短纤维为尼龙、腈纶和涤纶中的一种或多种。
本发明所述高强短纤维的长度为3-4mm，细度为0.5～1.5d（旦）。
本发明所述硫酸密度1.30-1.40g/ml(25℃）。
本发明的提高铅酸蓄电池正极活性物质利用率的铅膏的制备方法，包括以下步骤：
（1)按所述原料称取各原料组分，备用；
（2)用硫酸将硫酸亚锡进行溶解和预搅拌，得硫酸、硫酸亚锡混合物；
(3)将铅粉、红丹、高强短纤维、4bs晶种、氧化铋加入和膏机内干搅拌100-140s；然后再将水加入和膏机中湿搅拌100-140s；在湿搅拌过程中，将硫酸、硫酸亚锡混合物以≤1kg/min的速度缓慢加入和膏机；
(4)继续搅拌160-200s，即得铅膏。
本发明以氧化铋为成孔剂，以硫酸亚锡为界面导电改善剂。
采用上述所正极铅膏配方和制备工艺制备铅酸电池，包括以下步骤：选择常规配方制备的负极板作为铅酸电池的负极板，选择所述的铅酸电池正极板作为正极板，以密度为1.28cm3/g硫酸为电解液，以市场销售的相应大小的电池槽为电池槽体，按照正极-隔板-负极方式组装到电池槽中，再往电池槽体中注入电解液，组装成铅酸电池。
与现有技术相比，本发明所制备的铅酸蓄电池具有容量高，充电接受能力好的优点；采用该铅膏配方和制备工艺所制备的铅酸电池容量提升10%以上，充电接受提高30%以上。
具体实施方式
实施例1
本发明的正极铅膏配方，包含以下重量份数的成分：
铅粉 100份，
高强短纤维0.09份，
红丹 15份，
4bs晶种 0.8份，
氧化铋 0.15份，
硫酸亚锡0.8份，
硫酸8份，
去离子水 11份。
其中，所述铅粉为含pbo的铅粉，pbo的含量为71wt%；高强短纤维的长度为3mm，细度2.0d；硫酸密度为1.35g/ml（25℃）。
（1)称取上述各原料组分，备用；
（2)用硫酸将硫酸亚锡进行溶解和预搅拌，得硫酸、硫酸亚锡混合物；
(3)将铅粉、红丹、高强短纤维、4bs晶种、氧化铋加入和膏机内干搅拌120s；然后再将水加入和膏机中湿搅拌100s；在湿搅拌过程中，将硫酸、硫酸亚锡混合物以≤1kg/min的速度缓慢加入和膏机；
(4)继续搅拌170s，即得铅膏。
实施例2
本发明的正极铅膏配方，包含以下重量份数的成分：
铅粉 100份，
高强短纤维0.012份，
红丹 16份，
4bs 0.9份，
氧化铋 0.20份，
硫酸亚锡0.12份，
硫酸10份，
去离子水 12份。
其中，所述铅粉为含pbo的铅粉，pbo的含量为75wt%；高强短纤维的长度为4mm，细度2.0d；硫酸密度为1.32g/ml（25℃）。
（1)称取上述各原料组分，备用；
（2)用硫酸将硫酸亚锡进行溶解和预搅拌，得硫酸、硫酸亚锡混合物；
(3)将铅粉、红丹、高强短纤维、4bs晶种、氧化铋加入和膏机内干搅拌120s；然后再将水加入和膏机中湿搅拌120s；在湿搅拌过程中，将硫酸、硫酸亚锡混合物以≤1kg/min的速度缓慢加入和膏机；
(4)继续搅拌190s，即得铅膏。
实施例3
本发明的正极铅膏配方，包含以下重量份数的成分：
铅粉 100份，
高强短纤维0.14份，
红丹 16份，
4bs晶种 1.1份，
氧化铋 0.25份，
硫酸亚锡0.11份，
硫酸11份，
去离子水 11份。
其中，所述铅粉为含pbo的铅粉，pbo的含量为76wt%；高强短纤维的长度为3mm，细度1.5d；硫酸密度为1.38g/ml（25℃）。
（1)称取上述各原料组分，备用；
（2)用硫酸将硫酸亚锡进行溶解和预搅拌，得硫酸、硫酸亚锡混合物；
(3)将铅粉、红丹、高强短纤维、4bs晶种、氧化铋加入和膏机内干搅拌120s；然后再将水加入和膏机中湿搅拌100s；在湿搅拌过程中，将硫酸、硫酸亚锡混合物以≤1kg/min的速度缓慢加入和膏机；
(4)继续搅拌180s，即得铅膏。
实施例4
本发明的正极铅膏配方，包含以下重量份数的成分：
铅粉 100份，
高强短纤维0.15份，
红丹 20份，
4bs晶种 1.2份，
氧化铋 0.18份，
硫酸亚锡0.10份，
硫酸11份，
去离子水 14份。
其中，所述铅粉为含pbo的铅粉，pbo的含量为78wt%；高强短纤维的长度为3mm，细度2.0d；硫酸密度为1.36g/ml（25℃）。
（1)称取上述各原料组分，备用；
（2)用硫酸将硫酸亚锡进行溶解和预搅拌，得硫酸、硫酸亚锡混合物；
(3)将铅粉、红丹、高强短纤维、4bs晶种、氧化铋加入和膏机内干搅拌110s；然后再将水加入和膏机中湿搅拌120s；在湿搅拌过程中，将硫酸、硫酸亚锡混合物以≤1kg/min的速度缓慢加入和膏机；
(4)继续搅拌200s，即得铅膏。
实施例5
本发明的正极铅膏配方，包含以下重量份数的成分：
铅粉 100份，
高强短纤维0.14份，
红丹 16份，
4bs晶种 1.1份，
氧化铋 0.25份，
硫酸亚锡0.11份，
硫酸10份，
去离子水 12份。
其中，所述铅粉为含pbo的铅粉，pbo的含量为76wt%；高强短纤维的长度为3.5mm，细度2.0d；硫酸密度为1.38g/ml（25℃）。
（1)称取上述各原料组分，备用；
（2)用硫酸将硫酸亚锡进行溶解和预搅拌，得硫酸、硫酸亚锡混合物；
(3)将铅粉、红丹、高强短纤维、4bs晶种、氧化铋加入和膏机内干搅拌130s；然后再将水加入和膏机中湿搅拌130s；在湿搅拌过程中，将硫酸、硫酸亚锡混合物以≤1kg/min的速度缓慢加入和膏机；
(4)继续搅拌180s，即得铅膏。
采用上述实施例1~5的铅膏配方及制造工艺制备铅酸电池，包括以下步骤：
选择常规配方制备的负极板作为铅酸电池的负极板，选择本发明制备的铅膏生产的极板作为正极板，以密度为1.28cm3/g硫酸为电解液，以市场销售的相应大小的电池槽为电池槽体，按照正极-隔板-负极方式组装到电池槽中，再往电池槽体中注入电解液，组装成铅酸电池。
对上述实施例1-4所制备的铅酸启动电池及同型号的普通电池的性能进行测试，测试结果列于表1。
其中，铅酸启动电池储备容量测试方法为：
蓄电池完全充电（在25℃±1℃条件下，以2in（a）电流充电至单体蓄电池平均电压达到2.4v后，再继续充电5h）结束后1～5h内，并保持在25℃±2℃环境温度中，以25a电流放电，当电压达到10.50±0.05v时，停止放电并记录放电时间和温度。按cr,e25℃=cr,e25℃[1-λ1(t-25)]，公式进行换算到基准温度25℃时的实际储备容量（λ1=0.009，单位为每摄氏度）。
充电接受测试方法为：
①蓄电池完全充电（在25℃±1℃条件下，以2in（a）电流充电至单体蓄电池平均电压达到2.4v后，再继续充电5h）结束后1～5h内，并保持在25℃±2℃环境温度中，以io（a）电流放电5h（i0=ce/10）。
②放电结束后，立即将蓄电池放入温度为0℃的低温箱或低温室内至少20h。
③蓄电池在低温箱取出后1min内按14.40v±0.1v电压充电，10min后记录充电电流ica(a)，计算ica/i0比值，应≥2.0。
循环寿命测试方法为：
①蓄电池完全充电（在25℃±1℃条件下，以2in（a）电流充电至单体蓄电池平均电压达到2.4v后，再继续充电5h）结束后1～5h内，并保持在25℃±2℃环境温度中。
②蓄电池按以下步骤进行试验：
a)蓄电池以5in（a）电流放电1h；
b)然后以15.2v恒压充电2h55min，最大限流10in(a)；
c)再以排气蓄电池充电电流2.5in（a）充电5min，
d)以上由a→c构成一次完整测试循环，蓄电池在循环放电时端电压不得低于10.5v，否则测试终止；
e)循环120次后按5.5.1进行-18℃±1℃低温起动放电，放电电流0.6in（a），放电30s电压不低于7.2v。
表1.所制备的铅酸电池的性能测试结果
电池储备容量越高，说明极板活性物质利用率越高。从表1中的数据可以看出，采用实施例3、5所制备的铅酸蓄电池储备容量比实施例1、2、4的要高，充电接受性能更好，说明正极铅膏中的氧化铋和硫酸亚锡配合正极铅膏中的其它成分可以提高所制备的铅酸电池的初期容量与充电接受性能；同时从表1中数据可以看出，采用实施例3、4、5所制备的铅酸蓄电池循环寿命120次后放电终止电压较实施例1、2略高，说明正极铅膏中的高强短纤维配合正极铅膏中的其它成分可以提高所制备铅酸蓄电池的循环寿命，弥补因活性物质利用率提升后的寿命衰减；而相比同型号的普通电池，采用本发明的铅膏配方和制造工艺所制备的铅酸电池的初期容量和充电接受更好，且循环寿命无明显降低。
以上对本发明实施例所提供的一种提高铅酸蓄电池正极活性物质利用率的配方及制备工艺，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。