CN110364728A - 一种新型循环型船舶用铅酸蓄电池负极铅膏及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种新型循环型船舶用铅酸蓄电池负极铅膏及制备方法，包括按质量份数计的如下组分：铅粉70～85份；短纤维0.05～1份；石墨0.12～2份；活性炭0.1～2份；硫酸钡0.8～2份；木素0.1～2份；腐殖酸0.3～2份；硬脂酸0.03～2份；去离子水8～12份；1.325g/ml的稀硫酸8～12份。本发明的负极板碳材料富集与极板外层，保持炭材料的电容特性，大电流响应迅速；分级的孔结构提高了电解液中离子在负极内的迁移速率，能避免大电流放电时硫酸铅在负极表面富集，抑制负极硫酸盐化，从而延长电池频繁大电流深放电的循环寿命。

Description

一种新型循环型船舶用铅酸蓄电池负极铅膏及制备方法
技术领域
本发明属于铅酸蓄电池制造技术领域，特别涉及一种新型循环型船舶用铅酸蓄电池负极铅膏及制备方法。
背景技术
目前，国内渔船大概有94万艘，各类船共计有130余万艘，这些船的电力来源主要是柴油发电机，柴油发电机的发电成本比较高，每度电在2 至2.5元左右。发电机产生的电有一部分会被储存到电瓶中，而传统船用电瓶的使用寿命是在1.5年左右。
船舶光储***即将太阳能板安装在船舶驾驶室顶上，吸收太阳的光能和热能，将其转换成电能，并通过智能控制***把电储存到船舶蓄电池中，从而解决船舶日常用电，避免柴油机经常启动。相较于传统的船用柴油机发电，每万艘船每年可减少燃油消耗350万升。
目前大多数厂家生产的船舶用铅酸蓄电池其内部结构跟普通的工业电池无区别。极板采用普通工业电池极板，此种蓄电池在进行频繁充放电，大电流放电及深放电的情况下，负极表面极易形成粗大的、化学惰性的硫酸铅晶体，在负极表面形成致密层，阻碍电解液进入，导致极板内部活性物质无法参与反应，引起电池容量损失，恶化电池循环性能，最终导致电池失效。
在蓄电池负极中添加炭材料可以有效改善和大幅提升铅酸蓄电池性能，有效解决电池负极硫酸盐化的问题，增加电池的充电接受能力,深放电循环寿命大幅提升。
发明内容
本发明针对上述现有技术的存在的问题，提供一种新型循环型船舶用铅酸蓄电池负极铅膏及制备方法，该负极铅膏制备船舶用电池的负极板能够提高电解液离子在极板中的迁移速率，抑制负极表面硫酸盐化，提高电池在频繁大电流深放电的情况下的循环寿命。
本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：
一种新型循环型船舶用铅酸蓄电池负极铅膏，包括按质量份数计的如下组分：铅粉70～85份；短纤维0.05～1份；石墨0.12～2份；活性炭0.1～2 份；硫酸钡0.8～2份；木素0.1～2份；腐殖酸0.3～2份；硬脂酸0.03～2份；去离子水8～12份；1.325g/ml的稀硫酸8～12份。
一种新型循环型船舶用铅酸蓄电池负极铅膏的制备方法，包括以下步骤：
Step1炭材料预处理：将石墨和活性炭加入容器中，在室温环境中加入纯水进行搅拌5～10min，得到均匀的石墨、活性炭混合液；
Step2铅膏预处理：向去离子水中加入铅粉、短纤维、石墨、硫酸钡、木素、腐殖酸和硬脂酸，搅拌10～20min得到半成品铅膏；
Step3混合处理：将石墨、活性炭混合液加入加入上述半成品铅膏中，搅拌2～3分钟后边搅拌边加入硫酸，加酸过程中温度控制在40～65℃，整个过程搅拌20～30min，获得铅膏成品。
其中，所述Step3混合处理中，铅膏成品的视密度在4.45～4.55g/cm3。
本发明具有以下有益效果：
(1)负极板碳材料富集于极板外层，保持炭材料的电容特性，大电流响应迅速；
(2)分级的孔结构提高了电解液中离子在负极内的迁移速率，能避免大电流放电时硫酸铅在负极表面富集，抑制负极硫酸盐化，从而延长电池频繁大电流深放电的循环寿命。
附图说明
图1是实施例1～3的性能测试数据。
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，下面将结合本发明实施例中的附图，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
称取铅粉70kg、短纤维0.05k、石墨0.12、活性炭0.1kg、硫酸钡0.8kg、木素0.1kg、腐殖酸0.3kg、硬脂酸0.03kg、去离子水8kg、1.325g/ml的稀硫酸8kg。
将石墨和活性炭加入容器中，在室温环境中加入纯水进行搅拌5～10min，得到均匀的石墨、活性炭混合液；然后向去离子水中加入铅粉、短纤维、石墨、硫酸钡、木素、腐殖酸和硬脂酸，搅拌10～20min得到半成品铅膏；将石墨、活性炭混合液加入加入上述半成品铅膏中，搅拌2～3分钟后边搅拌边加入硫酸，加酸过程中温度控制在40～65℃，整个过程搅拌20～30min，控制铅膏成品的视密度在4.45～4.55g/cm3，获得铅膏成品。
实施例2
称取铅粉80kg、短纤维0.07kg、石墨0.15kg、活性炭0.15kg、硫酸钡1kg、木素0.13kg、腐殖酸0.35kg、硬脂酸0.05kg、去离子水9kg、1.325g/ml 的稀硫酸9.1kg。
将石墨和活性炭加入容器中，在室温环境中加入纯水进行搅拌 5～10min，得到均匀的石墨、活性炭混合液；然后向去离子水中加入铅粉、短纤维、石墨、硫酸钡、木素、腐殖酸和硬脂酸，搅拌10～20min得到半成品铅膏；将石墨、活性炭混合液加入加入上述半成品铅膏中，搅拌2～3分钟后边搅拌边加入硫酸，加酸过程中温度控制在40～65℃，整个过程搅拌20～30min，控制铅膏成品的视密度在4.45～4.55g/cm3，获得铅膏成品。
实施例3
称取铅粉85kg、短纤维1kg、石墨2kg、活性炭2kg、硫酸钡2kg、木素2kg、腐殖酸2kg、硬脂酸2kg、去离子水12kg、1.325g/ml的稀硫酸12kg。
将石墨和活性炭加入容器中，在室温环境中加入纯水进行搅拌 5～10min，得到均匀的石墨、活性炭混合液；然后向去离子水中加入铅粉、短纤维、石墨、硫酸钡、木素、腐殖酸和硬脂酸，搅拌10～20min得到半成品铅膏；将石墨、活性炭混合液加入加入上述半成品铅膏中，搅拌2～3分钟后边搅拌边加入硫酸，加酸过程中温度控制在40～65℃，整个过程搅拌20～30min，控制铅膏成品的视密度在4.45～4.55g/cm3，获得铅膏成品。
将上述铅膏成品涂到负极板栅上进行固化干燥处理，得到成品极板。
在此要说明的是，这三组铅膏制备过程中各条件均相同。
利用这三组铅膏制备的负极板按照内化成电池生产工艺制成成品 TC12-90A电池，按照测试标准进行对比测试，测试结构详见图1。
通过测试性能对比，利用本发明的负极活性物质生产出的船舶用铅酸蓄电池具有低温性能好，充电接受能力强，深循环寿命长的特点。
需要说明的是，在本文中，如若存在第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (3)

1.一种新型循环型船舶用铅酸蓄电池负极铅膏，其特征在于，包括按质量份数计的如下组分：铅粉70～85份；短纤维0.05～1份；石墨0.12～2份；活性炭0.1～2份；硫酸钡0.8～2份；木素0.1～2份；腐殖酸0.3～2份；硬脂酸0.03～2份；去离子水8～12份；1.325g/ml的稀硫酸8～12份。
2.利用权力要求1所述组分作为原料的一种新型循环型船舶用铅酸蓄电池负极铅膏的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
Step1炭材料预处理：将石墨和活性炭加入容器中，在室温环境中加入纯水进行搅拌5～10min，得到均匀的石墨、活性炭混合液；
Step2铅膏预处理：向去离子水中加入铅粉、短纤维、石墨、硫酸钡、木素、腐殖酸和硬脂酸，搅拌10～20min得到半成品铅膏；
Step3混合处理：将石墨、活性炭混合液加入加入上述半成品铅膏中，搅拌2～3分钟后边搅拌边加入硫酸，加酸过程中温度控制在40～65℃，整个过程搅拌20～30min，获得铅膏成品。
3.根据权利要求2所述的一种新型循环型船舶用铅酸蓄电池负极铅膏的制备方法，其特征在于，所述Step3混合处理中，铅膏成品的视密度在4.45～4.55g/cm3。
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