一种摩托车用铅碳电池及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及化学电源领域，更具体地说，涉及一种摩托车用铅碳电池及其制备方 法。
【背景技术】
[0002] -百多年来，铅酸蓄电池以其性能稳定价格低廉和金属资源可重复循环利用等特 长在二次电源领域中长期占据绝对地位，但因比能量较低循环寿命较短近年来不断受到锂 离子电池的挑战。铅碳超级电池是由澳大利亚联邦科学与工业研宄组织（CSIR0)与日本 古河公司在世界上最早推出的一种新型电源，它将电池与超级电容器的技术优势组合在一 起，使铅酸蓄电池的比能量与循环寿命有了突破性的提高。该种铅碳超级电池在电动汽车 上作为动力电池试验获得了巨大的成功，业界一致认为，铅碳超级电池代表了铅酸蓄电池 的技术发展方向。
[0003] 澳大利亚与日本研发的铅碳超级电池属于电动车用的动力电池，摩托车用铅碳超 级电池迄今尚未见报道，而摩托车用电池与动力用电池的内部结构和电气性能都有很大的 不同。动力用电池通常放电倍率较低充电条件较好，而摩托车用电池放电倍率高，且充电条 件较差。因此改善充电性能，提高电池活性物质的使用效率和提高高倍率放电性能是目前 开发铅碳电池的重点。
【发明内容】
[0004] 本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种专用于摩托 车起动点火照明用的铅碳电池，该铅碳电池既能明显提高活性物质利用率，又能进行高倍 率起动放电。
[0005] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种摩托车用铅碳电池，包括 正极板栅、涂覆在正极板栅上的正极铅膏、负极板栅、涂覆于负极板栅上的负极铅膏；所述 正极铅膏由以下重量份数的原料制备而成：铅粉1〇〇份、密度为1. 400的稀硫酸9-10份、短 纤维0. 02-0. 03份、石墨0. 15-0. 3份和纯净水13-14份；所述负极铅膏由以下重量份数的 原料制备而成：铅粉100份、膨胀剂〇. 95-1. 15份、复合碳素材料1-4份、密度为1. 400的稀 硫酸7-8份、短纤维0. 015-0. 025份和纯净水11-14份。优选地，本发明中采用的石墨为含 碳量>99. 99%的尚纯石墨。
[0006] 本发明所述的摩托车用铅碳电池，其中，所述膨胀剂为硫酸钡、木素、腐殖酸中的 两种或两种以上。
[0007] 本发明所述的摩托车用铅碳电池，其中，所述膨胀剂由以下重量份数的硫酸钡 0. 8-0. 9份、木素或腐殖酸0. 15-0. 25份组成。
[0008] 本发明所述的摩托车用铅碳电池，其中，所述复合碳素材料由石墨烯和碳纳米管 组成；其中，石墨烯的厚度为1-2纳米，层数为1-5层；碳纳米管的管径为2-50纳米。
[0009] 本发明所述的摩托车用铅碳电池，其中，所述负极板栅的合金由如下质量百分数 的原料组成：
【主权项】
1. 一种摩托车用铅碳电池，其特征在于，包括正极板栅、涂覆在正极板栅上的正极铅 膏、负极板栅、涂覆于负极板栅上的负极铅膏；所述正极铅膏由以下重量份数的原料制备而 成：铅粉100份、密度为1. 400的稀硫酸9-10份、短纤维0. 02-0. 03份、石墨0. 15-0. 3份 和纯净水13-14份；所述负极铅膏由以下重量份数的原料制备而成：铅粉100份、膨胀剂 0. 95-1. 15份、复合碳素材料1-4份、密度为1. 400的稀硫酸7-8份、短纤维0. 015-0. 025份 和纯净水11-14份。
2. 根据权利要求1所述的摩托车用铅碳电池，其特征在于，所述膨胀剂为硫酸钡、木 素、腐殖酸中的两种或两种以上。
3. 根据权利要求2所述的摩托车用铅碳电池，其特征在于，所述膨胀剂由以下重量份 数的硫酸钡0. 8-0. 9份、木素或腐殖酸0. 15-0. 25份组成。
4. 根据权利要求1所述的摩托车用铅碳电池，其特征在于，所述复合碳素材料由石 墨烯和碳纳米管组成；其中，石墨烯的厚度为1-2纳米，层数为1-5层；碳纳米管的管径为 2-50纳米。
5. 根据权利要求1所述的摩托车用铅碳电池，其特征在于，所述负极板栅的合金由如 下质量百分数的原料组成： 钙 0-0. 1% 锡 0-0. 2% 微量金属 0. 05-0. 1% 铭 余量； 所述正极板栅的合金由如下质量百分数的原料组成： 钙 0.08-0.10% 锡 1.30-1. 40% 微量金属 〇. 05-0.1% 铅 余量 O
6. 根据权利要求5所述的摩托车用铅碳电池，其特征在于，所述微量金属为铝、铜、银 中的一种或两种以上。
7. 根据权利要求1所述的摩托车用铅碳电池，其特征在于，所述正极铅膏与负极铅膏 的质量比为1: (0.5-0. 8)。
8. 如权利要求1-7任一项所述的摩托车用铅碳电池的制备方法，其特征在于，包括如 下步骤： (1) 板栅浇铸：将正极板栅的合金、负极板栅的合金在480-5KTC加热溶化，用正、负板 栅铸板机浇铸成型，铸好的板栅需经过至少72小时的时效硬化后涂板； (2) 制备正极铅膏：取上述重量份数的铅粉、短纤维和石墨，倒入到正极和膏机中，干 混3-5分钟后加入纯净水，搅拌2-3分钟，再在搅拌条件下缓慢加入稀硫酸，控制在10-15 分钟内加完稀硫酸，继续搅拌20分钟，并控制和膏温度在70°C以下，全部和膏时间为40-50 分钟，出膏前测铅膏视密度，当铅膏视密度达标且温度低于45°C时出膏，即得铅碳电池正 极铅膏； (3) 制备负极铅膏：先取占铅粉重量5%的铅粉，加上膨胀剂、复合碳素材料和短纤维， 倒入到立式干粉搅拌器中混合均匀，再将此混合物和剩余的铅粉倒入到负极和膏机中，干 混3-5分钟后加入纯净水，搅拌2-3分钟，再在搅拌条件下缓慢加入稀硫酸，控制在10-15 分钟内加完稀硫酸，继续搅拌20分钟，并控制和膏温度在70°C以下，全部和膏时间为40-50 分钟，出膏前测铅膏视密度，当铅膏视密度达标且温度低于45°C时出膏，即得铅碳电池负极 铅膏； (4) 涂板：将步骤（1)中的正极板栅和负极板栅，并按照上述正极铅膏与负极铅膏的质 量比，在正极板栅上涂覆步骤（2)制得的正极铅膏，在负极板栅上涂覆步骤（3)制得的负极 铅膏，即得正极板和负极板； (5) 极板的固化与干燥：将经步骤（4)处理得到的正极板和负极板置于固化干燥室中 进行固化与干燥，即得正生极板和负生极板； (6) 极板化成：经步骤（5)处理得到的正、负生极板置于化成槽中进行化成，化成电解 液为密度1. 030-1. 050的稀硫酸，化成时间18-22小时，化成充电结束后的极板经过水洗进 干燥机进行干燥，得到正、负熟极板； (7) 电池组装：经步骤（6)后的正、负熟极板装配成为成品电池。
9. 根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，在步骤（2)和（3)中铅粉的氧化度 为72-78%;在步骤（2)中出膏时正极铅膏视密度为4. 15-4. 30g/cm3;在步骤（3)中出膏时 负极铅膏视密度为4. 40-4. 50g/cm3。
10. 根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，在步骤（5)中所述固化的过程为极 板在温度30-50°C、相对湿度为85-95%的环境下，固化36-48小时；所述干燥的过程为极板 在温度65-85°C、相对湿度为5-45%的环境下，干燥16-24小时。
【专利摘要】本发明公开了一种摩托车用铅碳电池，包括正极板栅、涂覆在正极板栅上的正极铅膏、负极板栅、涂覆于负极板栅上的负极铅膏；所述正极铅膏由以下重量份数的原料制备而成：铅粉100份、密度为1.400的稀硫酸9-10份、短纤维0.02-0.03份、石墨0.15-0.3份和纯净水13-14份；所述负极铅膏由以下重量份数的原料制备而成：铅粉100份、膨胀剂0.95-1.15份、复合碳素材料1-4份、密度为1.400的稀硫酸7-8份、短纤维0.015-0.025份和纯净水11-14份。本发明制备的摩托车用铅碳电池的正负极活性物质利用率比常规电池提高15-25％，电池用8-10倍率进行大电流起动放电时，输出功率稳定。
【IPC分类】H01M4-62, H01M4-14, H01M4-57
【公开号】CN104835965
【申请号】CN201510268728
【发明人】陈荣华, 张贵荣, 赵通明, 卢和评
【申请人】清远市凯捷电源有限公司
【公开日】2015年8月12日
【申请日】2015年5月22日