CN103199243A

CN103199243A - 一种铅酸蓄电池正极铅膏

Info

Publication number: CN103199243A
Application number: CN2013100821583A
Authority: CN
Inventors: 周明明; 杜恩生
Original assignee: Chaowei Power Supply Co Ltd
Current assignee: Chaowei Power Supply Co Ltd
Priority date: 2013-03-14
Filing date: 2013-03-14
Publication date: 2013-07-10

Abstract

本发明公开了一种铅酸蓄电池正极铅膏，其由以下质量分数的原料组成:1.4g/cm³硫酸6.8～10%，去离子水9～11%，红丹5～16%，短纤维0.05～0.06%，碳纤维0.10～0.15%，二氧化硅0.1%～0.3%，各向异性石墨0.1～0.4%，硫酸亚锡0.05-0.28%，其余为铅粉。本发明在正极铅膏活性物质内一定的水和酸含量的基础上，添加各向异性石墨、硫酸亚锡、二氧化硅、红丹等多种正极活性物质，增加了正极板孔率，提高了铅酸蓄电池的初期容量及重量比能量，能提高电池化成效率。

Description

一种铅酸蓄电池正极铅膏

技术领域

本发明涉及铅酸蓄电池领域，尤其涉及一种铅酸蓄电池正极铅膏。

背景技术

铅酸蓄电池活性物质利用率比较低，尤其是正极板活性物质利用率偏低。造成电池正常寿命终止的主要原因是正及活性物质软化脱落，即电池的循环寿命通常主要受限于正极，厂家一般采取通过提高铅膏视密度延缓正极活性物质软化脱落造，从而改善正极寿命，延长铅酸蓄电池寿命。由于正极铅膏视密度增大，活性物质孔率就会减少，酸就很难进入极板活性物质微孔中，电池化成困难，活性物质利用率降低。有些厂家在配方中，对一定铅粉量的铅膏中增加水量和酸量能提高活性物质孔率，降低其表面密度，电池初期容量会提升，但是这样会降低铅膏视密度，降低活性物质的强度，电池的使用寿命就会缩短，这些做法很难同时兼顾电池的初期容量和循环寿命。

公开号为CN101132065的中国发明专利于2008年2月27日公开了一种铅酸蓄电池正极铅膏，包括铅粉、1.4g/cm³硫酸、去离子水、二氧化铅、短纤维、碳纤维、各向异性石墨和氧化铋，其中各成分占铅粉的重量百分比为：铅粉100%，1.4g/cm³硫酸8～12%，去离子水9～11%，二氧化铅3～4.2%，短纤维0.05～0.06%，碳纤维0.10～0.15%，各向异性石墨0.2～0.4%，氧化铋0.05～0.11%。其添加各向异性石墨、氧化铋等多种正极活性物质来延长电池的循环寿命，但其性能仍有待提高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题就是提供一种铅酸蓄电池正极铅膏，提高电池化成效率，且不影响电池循环寿命。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种铅酸蓄电池正极铅膏，其特征在于：由以下质量分数的原料组成:1.4g/cm³硫酸6.8～10%，去离子水9～11%，红丹5～16%，短纤维0.05～0.06%，碳纤维0.10～0.15%，二氧化硅0.1%～0.3%，各向异性石墨0.1～0.4%，硫酸亚锡0.05-0.28%，其余为铅粉。

优选的，所述去离子水的电导率小于或者等于2μs/cm。

优选的，所述的二氧化硅为气相二氧化硅，比表面积≥200m²/g。

优选的，所述的红丹为过60目筛的粉末。

本发明在正极铅膏活性物质内一定的水和酸含量的基础上，添加各向异性石墨、硫酸亚锡、二氧化硅、红丹等多种正极活性物质。在正极里添加各向异性石墨，在硫酸介质中石墨被氧化成石墨层间化合物，导致石墨的不规则膨胀增大，增加了正极的孔率，加入硫酸亚锡，避免因板栅与活性物质之间接触不良导致电阻的增加。加入二氧化硅，可以增加极板孔率，使酸进入极板微孔相对容易，提高化成效率和电池初容量。红丹为正极活性物质晶种，能够提高电池化成电流效率，缩短化成时间，而各种成分的配比重新进行了改变。因而本发明的正极铅膏增加了正极板孔率，提高了铅酸蓄电池的初期容量及重量比能量，能提高电池化成效率。

具体实施方式

本发明的铅酸蓄电池正极铅膏，由以下质量分数的原料组成:1.4g/cm³硫酸6.8～10%，去离子水9～11%，红丹5～16%，短纤维0.05～0.06%，碳纤维0.10～0.15%，二氧化硅0.1%～0.3%，各向异性石墨0.1～0.4%，硫酸亚锡0.05-0.28%，其余为铅粉。其中，所述去离子水的电导率小于或者等于2μs/cm。所述的二氧化硅为气相二氧化硅，比表面积≥200m²/g。所述的红丹为过60目筛的粉末。

以常规12V12AH电池为样品电池，采用传统配方和本发明配方进行试验对比。电池制作完成后测试1C和3C的初期容量、重量比能量以及按照小型阀控密封铅酸蓄电池技术条件国家标准(GB/T19639.1-2005)作循环寿命。

传统配方：正铅膏配方原料组成:1.4g/cm³硫酸6.8%，去离子水9.2%，短纤维O.06%，碳纤维O.12%，各向异性石墨0.25%，硫酸亚锡0.1%,其余为铅粉。

本发明配方：正铅膏配方原料组成:1.4g/cm³硫酸6.8%，去离子水9.5%，红丹10%，短纤维O.06%，碳纤维O.12%，二氧化硅0.2%，各向异性石墨0.25%，硫酸亚锡0.1%，其余为铅粉。

和膏过程：

（1）将上述配方中的添加剂先预混合；

（2）然后加入配方量一半的铅粉；

（3）再将添加剂加入；

（4）再加入剩余配方量的铅粉；

(5)搅拌均匀；

（6）快速地加入配方量的纯水；

（7）搅拌均匀，

（8）再缓慢地加入配方量的密度为1.400g/cm³(25°C)的硫酸，

（9）搅拌均匀；

（10）测量铅膏视密度、针入度符合工艺要求。

和膏过程温度控制：当铅膏温度高于35℃时，打开和膏机冷却水降温，整个和膏过程控制铅膏温度不高于65℃。当铅膏温度降到45℃以下时再出锅涂片。

配制成铅膏用来制作12V12AH电池。

涂片及进入固化室过程中注意极板保湿。

经固化干燥后，正极板和负极板水分含量均小于0.5%，正板活性物质金属铅含量＜4%，负极板活性物质中金属铅含量＜5%。

分刷片后，极群称重配组，按照工艺包极群，测电池装配压力，焊接组装电池。组装过程中要注意电池不能反极、短路，胶封后电池不能漏气、串格。

本发明正极铅膏生产的12V12Ah电池经加酸化成后，测试电池性能。

由于本发明配方中添加有二氧化硅和红丹，加入二氧化硅，可以增加极板孔率，使酸进入极板微孔相对容易，提高化成效率和电池初容量。红丹为正极活性物质晶种，能够提高电池化成电流效率，缩短化成时间。电池化成时充入的电量对比如下表1。

表1两种配方电池化成充入电量数据

试验中采用本发明的配方，加红丹和二氧化硅，充入电池的化成电量比传统配方节约4.77%。

测试两种电池20小时率、3小时率、1C和3C容量，作为电池初期容量进行比较。（小型阀控密封铅酸蓄电池技术条件国家标准(GB/T19639.1-2005)要求的20小时率放电不低于20小时，3小时率放电不低于3小时，3小时率1C放电不低于27min和3C放电不低于7分钟）。对上述电池的放电数据取平均值做成下表2。

表2两种配方电池初期性能测试数据(min)

两种配方的电池20小时率、3小时率、1C和3C放电时间均可以达到小型阀控密封铅酸蓄电池技术条件国家标准(GB/T19639.1-2005)要求。采用本发明配方的试验电池20小时率、3小时率、1C和3C放电时间均比传统配方放电时间长。

按照小型阀控密封铅酸蓄电池技术条件国家标准(GB/T19639.1-2005)要求做电池循环寿命，标准要求循环寿命不低于300次，电池循环寿命次数如表3。

表3两种配方电池循环寿命试验

两种配方电池循环测试寿命都远大于小型阀控密封铅酸蓄电池技术条件国家标准(GB/T19639.1-2005)中300次的要求，循环寿命测试情况差不多。

综上述，本发明提供的铅酸蓄电池正极铅膏，增加了正极板孔率，提高了铅酸蓄电池的初期容量，提高电池化成效率，且不影响电池循环寿命。

Claims

1.一种铅酸蓄电池正极铅膏，其特征在于：由以下质量分数的原料组成:1.4g/cm³硫酸6.8～10%，去离子水9～11%，红丹5～16%，短纤维0.05～0.06%，碳纤维0.10～0.15%，二氧化硅0.1%～0.3%，各向异性石墨0.1～0.4%，硫酸亚锡0.05-0.28%，其余为铅粉。

2.根据权利要求1所述的铅酸蓄电池正极铅膏，其特征在于：所述去离子水的电导率小于或者等于2μs/cm。

3.根据权利要求1所述的铅酸蓄电池正极铅膏，其特征在于：所述的二氧化硅为气相二氧化硅，比表面积≥200m²/g。

4.根据权利要求1所述的铅酸蓄电池正极铅膏，其特征在于：所述的红丹为过60目筛的粉末。