CN109904448A

CN109904448A - 一种超能烯高分子铅蓄电池生极板铅膏

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Publication number: CN109904448A
Application number: CN201910070305.2A
Authority: CN
Inventors: 田泽狄; 祝孔峰
Original assignee: Hanxin Energy Co Ltd
Current assignee: Hanxin Energy Co Ltd
Priority date: 2019-01-24
Filing date: 2019-01-24
Publication date: 2019-06-18
Anticipated expiration: 2039-01-24
Also published as: CN109904448B

Abstract

本发明涉及铅蓄电池技术领域，具体涉及一种超能烯高分子铅蓄电池生极板铅膏，所述的超能烯高分子铅蓄电池生极板铅膏包含正极板铅膏与负极板铅膏；所述的正极板铅膏包含：铅粉、红丹、四碱式硫酸铅、三氧化二铋、硫酸亚锡、聚四氟乙烯乳液、炭素纤维、石墨烯烃纤维、硫酸钾、石墨烯溶液、超纯水、硫酸；所述的负极板铅膏包含：铅粉、超细硫酸钡、硫酸钠、木素磺酸钠、腐植酸、胶体石墨、石墨烯溶液、乙炔黑、导电炭黑N220、石墨烯烃纤维、炭素纤维、超纯水、硫酸；改方法制备得到的电池正、负极板铅膏所制成的铅蓄电池内阻极小﹑温度适应范围广﹑充电过程极微酸雾﹑自放电极小，可在超大电流下使用、循环耐久性强，属新型环保节能电池。

Description

一种超能烯高分子铅蓄电池生极板铅膏

技术领域

本发明涉及铅蓄电池技术领域，具体涉及一种超能烯高分子铅蓄电池生极板铅膏。

背景技术

目前车辆电池普遍有冬天低温起动难,安全系数低，寿命短，高温易失水，容易热失控，电池回收再生成本高，充电接受能力差等缺点。汽车在启停过程中，频繁起动和停止，降低了电池的使用寿命。车辆快速起停技术要求电池即使频繁使用处于部分荷电状态下，也要具有足够的电量、良好的放电特性；同时要具有优良的充电特性，能够接受高倍率充电电流，也就是具有良好的动态充电接受能力。

AGM电池，这种电池原理是把大容量压宿到小空间里，以便它能充分满足启停***对蓄电池的要求。传统的AGM电池具有寿命长、起动能力强的特点，但是应用于起停汽车时，长时间处于部分电荷状态下，负极板极易发生硫酸盐化，充电接受性能尤其是动态充电接受性能较差，电池因充电困难而寿命终止，难以满足起停车要求。若加入较高含量碳材料虽然对铅酸蓄电池性能有所改善，如增加导电性，使硫酸铅分布均匀，增加比表面积，降低极化，增大电容作用等，但也有一些不利的影响，如指出在负极铅膏中直接加大量的碳，在循环过程中容易造成铅膏的脱落，降低电池的寿命；同时还有耐高温性能低的缺点，这些都严重影响铅酸蓄电池在配套产品中的正常使用。

针对上述弊端，近年来虽然已出现许多胶体之类起停电池，此类型的胶体电解液比硫酸溶液做成的电池综合性能稍好，但是普遍存在容量衰减快﹑比能量低﹑热失控﹑充电酸雾过大﹑低温起动困难等不足，难以解决起停车要求的问题及难以满足市场、行业的需求，同时不能做到节能减排和国家环保部推进清洁生产的要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种超能烯高分子铅蓄电池生极板铅膏，所述的超能烯高分子铅蓄电池生极板铅膏将多种原料经过合理配比，用此方法制备得到的电池正、负极板铅膏所制成的铅蓄电池内阻极小﹑温度适应范围更广﹑充电过程极微酸雾﹑自放电极小，在超大电流下可正常使用、循环耐久能力强，属新型环保节能高科技产品电池。

本发明所要解决的上述技术问题，通过如下技术方案予以实现：

一种超能烯高分子铅蓄电池生极板铅膏，所述的超能烯高分子铅蓄电池生极板铅膏包含正极板铅膏与负极板铅膏；所述的正极板铅膏包含：铅粉、红丹、四碱式硫酸铅、三氧化二铋、硫酸亚锡、聚四氟乙烯乳液、炭素纤维、石墨烯烃纤维、硫酸钾、石墨烯溶液、超纯水、硫酸；所述的负极板铅膏包含：铅粉、超细硫酸钡、硫酸钠、木素磺酸钠、腐植酸、胶体石墨、石墨烯溶液、乙炔黑、导电炭黑N220、石墨烯烃纤维、炭素纤维、超纯水、硫酸。

作为一种优选方案，所述正极板铅膏包含如下重量份原料：铅粉85~95份、红丹3~5份；四碱式硫酸铅1~1.5份；三氧化二铋0.03~0.08份，硫酸亚锡0.1~0.2份，聚四氟乙烯乳液0.05~0.1份，炭素纤维0.03~0.06份，石墨烯烃纤维0.02~0.05份，硫酸钾0.1~0.15份，石墨烯溶液0.1~0.5份，超纯水6~7份，硫酸10~16份。

作为一种最优方案，所述正极板铅膏包含如下重量份原料：铅粉90份、红丹4份；四碱式硫酸铅1.2份；三氧化二铋0.05份，硫酸亚锡0.15份，聚四氟乙烯乳液0.08份，炭素纤维0.05份，石墨烯烃纤维0.04份，硫酸钾0.12份，石墨烯溶液0.3份，超纯水6.4份，硫酸14份。

作为一种优选方案，所述负极板铅膏包含如下重量份原料：铅粉87~92份、超细硫酸钡0.25~0.65份、硫酸钠0.1~0.3份、木素磺酸钠0.1~0.3份、腐植酸0.1~0.2份、胶体石墨0.1~0.6份、石墨烯溶液0.1~0.3份、乙炔黑1~3份、导电炭黑N220 0.8~1.5份、石墨烯烃纤维0.02~0.07份、炭素纤维0.03~0.07份、超纯水4.5~8.5份、硫酸10~15份。

作为一种最优方案，所述负极板铅膏包含如下重量份原料：铅粉90份、超细硫酸钡0.45份、硫酸钠0.2份、木素磺酸钠0.2份、腐植酸0.15份、胶体石墨0.3份、石墨烯溶液0.2份、乙炔黑2份、导电炭黑N220 1.2份、石墨烯烃纤维0.04份、炭素纤维0.06份、超纯水6.5份、硫酸13份。

作为一种优选方案，所述的正极板铅膏和负极板铅膏中所用硫酸的密度为1.20~1.30g/cm³。

作为一种优选方案，正极板铅膏与负极板铅膏中所用石墨烯溶液的质量分数为4~7%。

作为一种优选方案，所述的超能烯高分子铅蓄电池生极板铅膏的制备方法，通过包含如下步骤的方法制备得到：

正极板铅膏的制备方法：

（1）将红丹、四碱式硫酸铅、三氧化二铋、硫酸亚锡、聚四氟乙烯乳液、炭素纤维、石墨烯烃纤维、硫酸钾、石墨烯溶液加入超纯水中混合均匀，得混合物I；

（2）将铅粉加入步骤（1）所得的混合物I，混合均匀，得混合物II；

（3）边搅拌边以喷淋状向步骤（2）所得混合物II中加入硫酸，得淋酸混合物Ⅲ；

（4）将步骤（3）所得淋酸混合物Ⅲ快速搅拌均匀，出膏即得超能烯高分子铅蓄电池正极板铅膏。

负极板铅膏的制备方法：

（1）将超细硫酸钡、硫酸钠、木素磺酸钠、腐植酸、胶体石墨、石墨烯溶液、乙炔黑、导电炭黑N220、石墨烯烃纤维、炭素纤维加入超纯水中混合均匀，得混合物1；

（2）将铅粉加入步骤（1）所得的混合物1，混合均匀，得混合物2；

（3）边搅拌边以喷淋状向步骤（2）所得混合物2中加入硫酸，得淋酸混合物3；

（4）将步骤（3）所得淋酸混合物3快速搅拌均匀进行，出膏即得超能烯高分子铅蓄电池负极板铅膏。

作为一种优选方案，所述电池正极板铅膏在步骤（4）中的搅拌温度为65~70℃，出膏温度为35~40℃。

作为一种优选方案，所述电池负极板铅膏在步骤（4）中的搅拌温度为55~63℃，出膏温度为30~37℃。

作为一种优选方案，所述的正极板铅膏密度为4.10~4.20g/cm³；所述的负极板铅膏密度为4.20~4.30g/cm³。

作为一种优选方案,所述铅蓄电池包含一种超能烯高分子铅蓄电池生极板铅膏。

有益效果：本发明所述的超能烯高分子铅蓄电池生极板铅膏，通过将本发明所述的多种不同含量的各种原料进行科学合理配比，用此方法制备得到的电池正、负极板铅膏所制成的铅蓄电池内阻极小﹑比能量高﹑温度适应范围更广﹑充电过程极微酸雾﹑自放电极小，在50C的超大电流下可正常使用、循环耐久能力强，属新型环保节能高科技产品电池；本发明所述的电池正极板铅膏、负极板铅膏相辅相成，对提高所制蓄电池的性能效果具有协同增效的作用。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1 一种超能烯高分子铅蓄电池生极板铅膏

原料配方

正极板铅膏原料配方：铅粉90份、红丹4份；四碱式硫酸铅1.2份；三氧化二铋0.05份，硫酸亚锡0.15份，聚四氟乙烯乳液0.08份，炭素纤维0.05份，石墨烯烃纤维0.04份，硫酸钾0.12份，石墨烯溶液0.3份，超纯水6.4份，硫酸14份；所述的正极板铅膏中的硫酸密度为4.15g/cm³，所述的石墨烯溶液的质量分数为5%；

负极板铅膏原料配方：铅粉90份、超细硫酸钡0.45份、硫酸钠0.2份、木素磺酸钠0.2份、腐植酸0.15份、胶体石墨0.3份、石墨烯溶液0.2份、乙炔黑2份、导电炭黑N220 1.2份、石墨烯烃纤维0.04份、炭素纤维0.06份、超纯水6.5份、硫酸13份；所述的负极板铅膏中的硫酸密度为4.25g/cm³，所述的石墨烯溶液的质量分数为5%；

所述超能烯高分子铅蓄电池生极板铅膏，具体通过如下步骤的方法制备得到：

正极板铅膏的制备：

（4）将步骤（3）所得淋酸混合物Ⅲ在68℃下快速搅拌均匀，在37℃下出膏即得超能烯高分子铅蓄电池正极板铅膏；所述的正极板铅膏密度为4.15g/cm³。

负极板铅膏的制备：

（4）将步骤（3）所得淋酸混合物3在57℃下快速搅拌均匀进行，在34℃下出膏即得超能烯高分子铅蓄电池负极板铅膏；所述的负极板铅膏密度为4.25g/cm³。

实施例2 一种超能烯高分子铅蓄电池生极板铅膏

实施例2的电池生极板铅膏配方与实施例1相同，不同之处在于制备过程的操作参数不同；

正极板铅膏的制备：

（4）将步骤（3）所得淋酸混合物Ⅲ在65℃下快速搅拌均匀，在35℃下出膏即得超能烯高分子铅蓄电池正极板铅膏；所述的正极板铅膏密度为4.10g/cm³。

负极板铅膏的制备：

（4）将步骤（3）所得淋酸混合物3在55℃下快速搅拌均匀进行，在30℃下出膏即得超能烯高分子铅蓄电池负极板铅膏；所述的负极板铅膏密度为4.20g/cm³。

实施例3 一种超能烯高分子铅蓄电池生极板铅膏

实施例3的电池生极板铅膏配方与实施例1相同，不同之处在于制备过程的操作参数不同；

正极板铅膏的制备：

（4）将步骤（3）所得淋酸混合物Ⅲ在70℃下快速搅拌均匀，在40℃下出膏即得超能烯高分子铅蓄电池正极板铅膏；所述的正极板铅膏密度为4.20g/cm³。

负极板铅膏的制备：

（4）将步骤（3）所得淋酸混合物3在63℃下快速搅拌均匀进行，在37℃下出膏即得超能烯高分子铅蓄电池负极板铅膏；所述的负极板铅膏密度为4.30g/cm³。

对比例1

对比例1与实施例1的不同之处在于，所述电池生极板铅膏配方中各组分的含量配比不同；

正极板铅膏原料配方：铅粉82份、红丹2份；四碱式硫酸铅0.8份；三氧化二铋0.02份，硫酸亚锡0.08份，聚四氟乙烯乳液0.03份，炭素纤维0.02份，石墨烯烃纤维0.01份，硫酸钾0.07份，石墨烯溶液0.08份，超纯水5份，硫酸8份；所述的正极板铅膏中的硫酸密度为1.25g/cm³，所述的石墨烯溶液的质量分数为5%；

负极板铅膏原料配方：铅粉84份、超细硫酸钡0.2份、硫酸钠0.08份、木素磺酸钠0.08份、腐植酸0.08份、胶体石墨0.09份、石墨烯溶液0.07份、乙炔黑0.8份、导电炭黑N220 0.6份、石墨烯烃纤维0.01份、炭素纤维0.02份、超纯水4份、硫酸9份；所述的负极板铅膏中的硫酸密度为1.25g/cm³，所述的石墨烯溶液的质量分数为5%；

所述超能烯高分子铅蓄电池生极板铅膏的制备方法与实施例1相同。

对比例2

对比例2与实施例1的不同之处在于，所述电池生极板铅膏配方中各组分的含量配比不同；

正极板铅膏原料配方：铅粉97份、红丹6份；四碱式硫酸铅2份；三氧化二铋0.1份，硫酸亚锡0.3份，聚四氟乙烯乳液0.15份，炭素纤维0.08份，石墨烯烃纤维0.06份，硫酸钾0.18份，石墨烯溶液0.7份，超纯水8份，硫酸19份；所述的正极板铅膏中的硫酸密度为1.25g/cm³，所述的石墨烯溶液的质量分数为5%；

负极板铅膏原料配方：铅粉94份、超细硫酸钡0.8份、硫酸钠0.5份、木素磺酸钠0.4份、腐植酸0.3份、胶体石墨0.8份、石墨烯溶液0.5份、乙炔黑5份、导电炭黑N220 1.8份、石墨烯烃纤维0.1份、炭素纤维0.1份、超纯水10份、硫酸17份；所述的负极板铅膏中的硫酸密度为1.25g/cm³，所述的石墨烯溶液的质量分数为5%；

对比例3

对比例3与实施例1的不同之处在于，正极板铅膏中的硫酸密度为1.1g/cm³，所述的石墨烯溶液的质量分数为3%；所述的负极板铅膏中的硫酸密度为1.1g/cm³，所述的石墨烯溶液的质量分数为3%；其余组分及含量与实施例1相同；铅蓄电池生极板铅膏的制备方法与实施例1相同。

对比例4

对比例4与实施例1的不同之处在于，正极板铅膏中的硫酸密度为1.4g/cm³，所述的石墨烯溶液的质量分数为8%；所述的负极板铅膏中的硫酸密度为1.4g/cm³，所述的石墨烯溶液的质量分数为8%；其余组分及含量与实施例1相同；铅蓄电池生极板铅膏的制备方法与实施例1相同。

对比例5

对比例5与实施例1的不同之处在于，正极板铅膏按照实施例1所述方法制备，负极板铅膏使用常规负极板铅膏。

对比例6

对比例6与实施例1的不同之处在于，负极板铅膏按照实施例1所述方法制备，正极板铅膏使用常规正极板铅膏。

对比例7

对比例7与实施例1的不同之处在于，正极板铅膏和负极板铅膏均使用常规正极板铅膏和负极板铅膏。

将实施例1~3与对比例1~7得到的正极板铅膏和负极板铅膏涂覆于由铅钙合金制成的板栅上，经热化、干燥化成处理制成铅蓄电池生极板，其高为120mm、宽145mm、厚1.4mm；

将得到的电池正极板、电池负极板和PE隔板进行组装，注入电解液，制成2V，100Ah的单体电池，化成完成，经三次检测合格后使用常规方法进行电化学性能的测试，具体结果详见表1所示。

表1 实施例及对比例所得电池的性能比较

从表1数据可看出，由实施例1为最佳技术方案，使用该铅蓄电池生极板制备得到的铅蓄电池内阻极小﹑温度适应范围更广﹑充电过程极微酸雾﹑自放电极小，循环耐久能力强，属新型环保节能高科技产品电池；从实施例1与实施例2~3可看出，若电池生极板铅膏制备过程的操作参数与实施例1不同，所制得的铅蓄电池内阻要大于实施例1，而使用温度范围、循环耐久能力和常温下贮存耐久性也稍差与实施例1；由实施例1与对比例1~2可见，若电池生极板铅膏配方中各组分的含量配比与实施例1不同，所制得的铅蓄电池内阻增大，使用温度范围、循环耐久能力、常温下贮存耐久性、充电过程酸雾情况等方面的性能也将下降；由实施例1与对比例3~4可见，若电池生极板铅膏配方中正、负极板铅膏的硫酸密度和石墨烯溶液的质量分数与实施例1不同，所制得的铅蓄电池内阻会变大，使用温度范围、循环耐久能力、常温下贮存耐久性、充电过程酸雾情况等方面的性能也将有所下降；由实施例1与对比例5~6可见，若铅蓄电池中仅使用按本发明所述制备方法得到的正极板铅膏或负极板铅膏中的任意一种，所制得的铅蓄电池内阻更大，使用温度范围、循环耐久能力、常温下贮存耐久性、充电过程酸雾情况等方面的性能也将大幅下降；从实施例1与对比例7可见，若铅蓄电池中以常规的正极板铅膏和负极板铅膏替代按本发明所述制备方法得到的正极板铅膏和负极板铅膏，所制得的铅蓄电池内阻最大，使用温度范围、循环耐久能力、常温下贮存耐久性等方面的性能也下降最严重。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims

1.一种超能烯高分子铅蓄电池生极板铅膏，其特征在于，所述的超能烯高分子铅蓄电池生极板铅膏包含正极板铅膏与负极板铅膏；所述的正极板铅膏包含：铅粉、红丹、四碱式硫酸铅、三氧化二铋、硫酸亚锡、聚四氟乙烯乳液、炭素纤维、石墨烯烃纤维、硫酸钾、石墨烯溶液、超纯水、硫酸；所述的负极板铅膏包含：铅粉、超细硫酸钡、硫酸钠、木素磺酸钠、腐植酸、胶体石墨、石墨烯溶液、乙炔黑、导电炭黑N220、石墨烯烃纤维、炭素纤维、超纯水、硫酸。

2.根据权利要求1所述的超能烯高分子铅蓄电池生极板铅膏，其特征在于，所述正极板铅膏包含如下重量份原料：铅粉85~95份、红丹3~5份；四碱式硫酸铅1~1.5份；三氧化二铋0.03~0.08份，硫酸亚锡0.1~0.2份，聚四氟乙烯乳液0.05~0.1份，炭素纤维0.03~0.06份，石墨烯烃纤维0.02~0.05份，硫酸钾0.1~0.15份，石墨烯溶液0.1~0.5份，超纯水6~7份，硫酸10~16份。

3.根据权利要求1所述的超能烯高分子铅蓄电池生极板铅膏，其特征在于，所述负极板铅膏包含如下重量份原料：铅粉87~92份、超细硫酸钡0.25~0.65份、硫酸钠0.1~0.3份、木素磺酸钠0.1~0.3份、腐植酸0.1~0.2份、胶体石墨0.1~0.6份、石墨烯溶液0.1~0.3份、乙炔黑1~3份、导电炭黑N220 0.8~1.5份、石墨烯烃纤维0.02~0.07份、炭素纤维0.03~0.07份、超纯水4.5~8.5份、硫酸10~15份。

4.根据权利要求1所述的超能烯高分子铅蓄电池生极板铅膏，其特征在于，所述的正极板铅膏和负极板铅膏所用硫酸的密度为1.20~1.30g/cm³。

5.根据权利要求1所述的超能烯高分子铅蓄电池生极板铅膏，其特征在于，正极板铅膏与负极板铅膏中所用石墨烯溶液的质量分数为4~7%。

6.如权利要求1~5任一所述的超能烯高分子铅蓄电池生极板铅膏的制备方法，其特征在于，通过包含如下步骤的方法制备得到：

正极板铅膏的制备方法：

（4）将步骤（3）所得淋酸混合物Ⅲ快速搅拌均匀，出膏即得超能烯高分子铅蓄电池正极板铅膏；

负极板铅膏的制备方法：

7.根据权利要求6所述超能烯高分子铅蓄电池生极板铅膏的制备方法，其特征在于，所述电池正极板铅膏在步骤（4）中的搅拌温度为65~70℃，出膏温度为35~40℃。

8.根据权利要求6所述超能烯高分子铅蓄电池生极板铅膏的制备方法，其特征在于，所述电池负极板铅膏在步骤（4）中的搅拌温度为55~63℃，出膏温度为30~37℃。

9.根据权利要求6所述超能烯高分子铅蓄电池生极板铅膏的制备方法，其特征在于，所述的正极板铅膏密度为4.10~4.20g/cm³；所述的负极板铅膏密度为4.20~4.30g/cm³。

10.一种铅蓄电池,其特征在于,包含权利要求1~9任一所述的超能烯高分子铅蓄电池生极板铅膏。