一种提高铅酸电池正极活性物质利用率的复合添加剂的制作方法

本发明属于铅酸蓄电池正极活性物质添加剂，具体为一种提高铅酸电池正极活性物质利用率的复合添加剂。

背景技术：

1、随着铅酸蓄电池技术的不断发展，正极铅膏活性物质利用率已可达60%左右，但随着锂电池行业的快速发展和冲击，且应用领域已渗透到汽车启动电池、启停电池、辅助电池的背景下，对铅酸蓄电池综合性能要求越来越高，铅酸蓄电池在寿命循环性能难以取得优势的前提下，提高产品的市场竞争力的主要方式为进一步提高性价比，其中的一个重要的方向是进一步提高正极铅膏活性物质利用率，降低电池材料成本。按照现有的铅酸电池生产工艺及配方（铅粉、硫酸、水、红丹、短纤维），这种常规配方使正极铅膏活性物质利用率进一步提升受到限制，因而，需要提供一种提高铅酸电池正极活性物质利用率的复合添加剂，进一步提高正极铅膏活性物质利用率，降低电池材料成本，提升电池性能，进一步提高铅酸电池产品综合市场竞争力。

技术实现思路

1、本发明提供了一种提高铅酸电池正极活性物质利用率的复合添加剂，能够改善正极活性物质的导电性能，提高正极活性物质孔隙度，增加活性物质的骨架机械强度，提高蓄电池的循环寿命，正极活性物质利用率可达68%。

2、本发明的技术解决方案是：一种提高铅酸电池正极活性物质利用率的复合添加剂，其特征是：所述的复合添加剂由金属衍生类、高孔率型和化学活性添加剂组成，其质量分数占正极铅粉的0.5-5.5%。

3、本发明的技术解决方案中所述的金属衍生类为sb2o3、al2(so4)3和bapbo3中的一种或者多种，其质量分数占正极铅粉的0.05-1.5%，能够改善正极活性物质的导电性能。

4、本发明的技术解决方案中所述的bapbo3的合成方法如下：采用baco3与pb3o4按摩尔比3：1比例混料，加入酒精进行湿搅拌10min，使二者充分混合均匀，转入马弗炉中升温至770℃焙烧，并保温2h，得到合成的bapbo3添加剂。

5、本发明的技术解决方案中所述的高孔率型为拟薄水铝石、海泡石、硅酸铝和氧化铝中的一种或者多种。

6、本发明的技术解决方案中所述的高孔率型质量分数占正极铅粉的0.2-2.0%，可为电解液提供丰富的传输通道，增加电解液的存储、供应及扩散，提高极板的有效活性面积。

7、本发明的技术解决方案中所述的化学活性添加剂为自制4bs晶种，自制4bs晶种的合成方法如下：采用黄丹与稀硫酸摩尔比5:1，在压力容器中依次加入纯水、黄丹、稀硫酸，升温至85℃，搅拌5h，然后进行过滤，过滤产物在120℃下烘干5h，烘干后用研磨设备进行研磨，控制转速600r/min，研磨10min，得到合成的4bs晶种。合成的4bs晶种（四碱式硫酸铅）具有晶体尺寸大、晶粒间联结紧密等优点，由其构成的活性物质的骨架机械强度高，有益于增加正极板铅膏的强度，提高蓄电池的循环寿命。

8、本发明的技术解决方案中所述的自制4bs晶种质量分数占正极铅粉的0.1-1.5%。

9、本发明的技术解决方案中所述的复合添加剂是按以下步骤加入到正极铅膏中：

10、(1) 将550g铅粉、79g红丹、0.5g短纤维、1.6g sb2o3、2.5g海泡石、4g自制4bs晶种进行混合搅拌3min；自制4bs晶种的合成方法如下：采用黄丹与稀硫酸摩尔比5:1，在压力容器中依次加入纯水、黄丹、稀硫酸，升温至85℃，搅拌5h，然后进行过滤，过滤产物在120℃下烘干5h，烘干后用研磨设备进行研磨，控制转速600r/min，研磨10min，得到合成的4bs晶种；

11、(2) 在1min之内加入85g纯水，搅拌3min；

12、(3) 然后在13min之内加入密度为1.4g/ml的硫酸溶液72g，再搅拌3min；

13、(4) 铅膏温度低于45℃时出膏即得到正极铅膏。

14、本发明的技术解决方案中所述的复合添加剂是按以下步骤加入到正极铅膏中：

15、(1) 将550g铅粉、79g红丹、0.5g短纤维、1.5g sb2o3、0.5gbapbo3、3.5g拟薄水铝石、3.5 g自制4bs晶种进行混合搅拌3min；bapbo3的合成方法如下：采用baco3与pb3o4按摩尔比3：1比例混料，加入酒精进行湿搅拌10min，使二者充分混合均匀，转入马弗炉中升温至770℃焙烧，并保温2h，得到合成的bapbo3添加剂；自制4bs晶种的合成方法如下：采用黄丹与稀硫酸摩尔比5:1，在压力容器中依次加入纯水、黄丹、稀硫酸，升温至85℃，搅拌5h，然后进行过滤，过滤产物在120℃下烘干5h，烘干后用研磨设备进行研磨，控制转速600r/min，研磨10min，得到合成的4bs晶种；

16、(2) 在1min之内加入84g纯水，搅拌3min；

17、(3) 然后在13min之内加入密度为1.4g/ml的硫酸溶液72g，再搅拌3min；

18、(4) 铅膏温度低于45℃时出膏即得到正极铅膏。

19、本发明的技术解决方案中所述的复合添加剂是按以下步骤加入到正极铅膏中：

20、(1) 将550g铅粉、79g红丹、0.5g短纤维、1.5g sb2o3、1.5g al2(so4)3、4.5g氧化铝、3.5 g自制4bs晶种进行混合搅拌3min；自制4bs晶种的合成方法如下：采用黄丹与稀硫酸摩尔比5:1，在压力容器中依次加入纯水、黄丹、稀硫酸，升温至85℃，搅拌5h，然后进行过滤，过滤产物在120℃下烘干5h，烘干后用研磨设备进行研磨，控制转速600r/min，研磨10min，得到合成的4bs晶种；

21、(2) 在1min之内加入86g纯水，搅拌3min；

22、(3) 然后在13min之内加入密度为1.4g/ml的硫酸溶液72g，再搅拌3min；

23、(4) 铅膏温度低于45℃时出膏即得到正极铅膏。

24、本发明的有益效果是：本发明复合添加剂能够改善正极活性物质的导电性能，具有高的孔隙度，可为电解液提供丰富的传输通道，增加电解液的存储、供应及扩散，提高极板的有效活性面积，由其构成的活性物质的骨架机械强度高，有益于增加正极板铅膏的强度，提高蓄电池的循环寿命，制备成电池后正极活性物质利用率可达68%，可降低电池材料成本，进一步提高铅酸电池产品综合市场竞争力。

25、本发明主要用于提高铅酸蓄电池正极活性物质的利用率。

技术特征：

1.一种提高铅酸电池正极活性物质利用率的复合添加剂，其特征是：所述的复合添加剂由金属衍生类、高孔率型和化学活性添加剂组成，其质量分数占正极铅粉的0.5-5.5%。

2.根据权利要求1所述的一种提高铅酸电池正极活性物质利用率的复合添加剂，其特征是：所述的金属衍生类为sb2o3 、al2(so4) 3和bapbo3中的一种或者多种，其质量分数占正极铅粉的0.05-1.5%。

3.根据权利要求2所述的一种提高铅酸电池正极活性物质利用率的复合添加剂，其特征是：所述的bapbo3的合成方法如下：采用baco3与pb3o4按摩尔比3：1比例混料，加入酒精进行湿搅拌10min，使二者充分混合均匀，转入马弗炉中升温至770℃焙烧，并保温2h，得到合成的bapbo3添加剂。

4.根据权利要求1、2或3所述的一种提高铅酸电池正极活性物质利用率的复合添加剂，其特征是：所述的高孔率型为拟薄水铝石、海泡石、硅酸铝和氧化铝中的一种或者多种。

5.根据权利要求4所述的一种提高铅酸电池正极活性物质利用率的复合添加剂，其特征是：所述的高孔率型质量分数占正极铅粉的0.2-2.0%。

6.根据权利要求1-3、5中任一项所述的一种提高铅酸电池正极活性物质利用率的复合添加剂，其特征是：所述的化学活性添加剂为自制4bs晶种，自制4bs晶种的合成方法如下：采用黄丹与稀硫酸摩尔比5:1，在压力容器中依次加入纯水、黄丹、稀硫酸，升温至85℃，搅拌5h，然后进行过滤，过滤产物在120℃下烘干5h，烘干后用研磨设备进行研磨，控制转速600r/min，研磨10min，得到合成的4bs晶种。

7.根据权利要求6所述的一种提高铅酸电池正极活性物质利用率的复合添加剂，其特征是：所述的4bs晶种质量分数占正极铅粉的0.1-1.5%。

8.根据权利要求1-3、5、7中任一项所述的一种提高铅酸电池正极活性物质利用率的复合添加剂，其特征是所述的复合添加剂是按以下步骤加入到正极铅膏中：

9.根据权利要求1-3、5、7中任一项所述的一种提高铅酸电池正极活性物质利用率的复合添加剂，其特征是所述的复合添加剂是按以下步骤加入到正极铅膏中：

10.根据权利要求1-3、5、7中任一项所述的一种提高铅酸电池正极活性物质利用率的复合添加剂，其特征是所述的复合添加剂是按以下步骤加入到正极铅膏中：

技术总结
本发明的名称为一种提高铅酸电池正极活性物质利用率的复合添加剂。属于铅酸蓄电池正极活性物质添加剂技术领域。它主要是解决现有铅酸蓄电池的正极铅膏活性物质利用率最高只有60%左右的问题。它的主要特征是：所述的复合添加剂由金属衍生类、高孔率型和化学活性添加剂组成，其质量分数占正极铅粉的0.5‑5.5%。本发明能够改善正极活性物质的导电性能，具有高的孔隙度，可为电解液提供丰富的传输通道，增加电解液的存储、供应及扩散，提高极板的有效活性面积，由其构成的活性物质的骨架机械强度高，有益于增加正极板铅膏的强度，提高蓄电池的循环寿命，制备成电池后正极活性物质利用率可达68%。本发明主要用于提高铅酸蓄电池正极活性物质的利用率。

技术研发人员：焦凯,刘长来,夏诗忠,高国兴,余萍,邓国强
受保护的技术使用者：骆驼集团华中蓄电池有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/22