CN112259732A - 一种富液蓄电池用正极铅膏及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的名称为一种富液蓄电池用正极铅膏及其制备方法。属于铅酸蓄电池技术领域。它主要是解决常规富液启动型电池深放电循环能力不足和循环寿命不够长的问题。它的主要特征是：富液蓄电池用正极铅膏包含以下重量份数的成分：铅粉70~90、三氧化二锑0.05~0.15、高强玻璃纤维0.05~0.12、4BS 0.6~1.5、红丹9~15、四水过硼酸钠0.02~0.06、硫酸4~8和纯水6~12。本发明具有增强铅膏导电性、提升电池深循环寿命和工艺简单易控的特点，主要用于提高富液蓄电池的循环寿命，减缓富液蓄电池使用过程中正极铅膏的泥化失效。
Description
技术领域
本发明属于铅酸蓄电池技术领域。具体涉及一种富液蓄电池用正极铅膏及其制备方法。
背景技术
随着物流行业的发展，商用车用途已在往居家生活化转换，对于蓄电池的功能需求越来越强烈。常规富液启动型电池的功能已无法满足客户日益增加的功能化需求，需要在有限的成本内满足更多的客户需求。
客户使用特点为用蓄电池储蓄电量，对随车冰箱、空调、电热毯等额外用电设备持续供电，这就要求常规启动电池需要具备强劲的深放电循环能力。
通过研究及行业资料查询，富液蓄电池要求有更长的循环寿命，正极铅膏是影响循环寿命的关键所在。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够适用于起停汽车用富液蓄电池正极铅膏及其制备方法，该正极铅膏能够提高富液蓄电池的深放电循环寿命，延缓正极活性物质的泥化失效。
本发明正极铅膏的技术解决方案是：一种富液蓄电池用正极铅膏，其特征在于，包含以下重量份数的成分：铅粉70 ~ 90、三氧化二锑0.05 ~ 0.15、高强玻璃纤维0.05 ~0.12、4BS 0.6 ~ 1.5、红丹9 ~ 15、四水过硼酸钠0.02 ~ 0.06、硫酸4 ~ 8和纯水6 ~ 12。
本发明正极铅膏的技术解决方案中包含以下重量份数的成分：铅粉75 ~ 85、三氧化二锑0.08 ~ 0.12、高强玻璃纤维0.08 ~ 0.10、4BS 0.9 ~ 1.2、红丹11 ~ 13、四水过硼酸钠0.03 ~ 0.05、硫酸5 ~ 7和纯水8 ~ 10。
本发明正极铅膏的技术解决方案中包含以下重量份数的成分：铅粉70 ~ 78或80~90、三氧化二锑0.05 ~ 0.09或0.10 ~ 0.15、高强玻璃纤维0.05 ~ 0.08或0.1 ~ 0.12、4BS0.6 ~ 0.9 或1.0 ~ 1.5、红丹9 ~ 11或12 ~ 15、四水过硼酸钠0.02 ~ 0.03 或0.04 ~0.06、硫酸4 ~ 5或6 ~ 7和纯水6 ~ 8或9 ~ 12。
本发明正极铅膏的技术解决方案中所述的高强玻璃纤维的重量占总组成含量的0.05 ~ 0.11%或0.08 ~ 0.1%；高强玻璃纤维的尺寸范围为1.5 ~ 3mm或1 ~ 5mm。
本发明正极铅膏的技术解决方案中所述的硫酸的密度为1.2 ~ 1.5g/cm3；硫酸中的铁含量不大于3ppm。
本发明正极铅膏的技术解决方案中所述的硫酸的密度为1.35 ~ 1.45g/cm3；硫酸中的铁含量不大于1ppm。
本发明正极铅膏的技术解决方案中所述的铅粉中的铁含量不大于10ppm。
本发明正极铅膏的技术解决方案中所述的铅粉为含PbO的铅粉，PbO占铅粉的含量为70 ~ 76wt%。
本发明正极铅膏的技术解决方案中所述4BS优选0.7 ~ 1.2。
本发明正极铅膏的技术解决方案中所述三氧化二锑优选0.08 ~ 0.1。
试验表明，硫酸及高强玻璃纤维的添加的量和比例很重要，添加过量的硫酸会影响电池寿命，添加合适比例的高强玻璃纤维能够增强铅膏的粘附性能，延长电池寿命，硫酸和高强玻璃纤维的比值为65~80：1。三氧化二锑在铅膏中的比例会影响电池的水损耗性能，为减缓水损耗，三氧化二锑与铅粉比值为0.08~0.1：1。
本发明制备方法的技术解决方案是：一种富液蓄电池用正极铅膏的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）添加三氧化二锑、四水过硼酸钠、红丹、高强玻璃纤维和4BS：
按比例称取三氧化二锑、四水过硼酸钠、红丹、高强玻璃纤维和4BS，加入和膏设备中交混合搅拌均匀得添加剂混合物；
2）混铅粉：
铅粉与步骤1）的添加剂混合物混合后，充分搅拌混合，混合搅拌时间2 ~ 4min，干混之后在1 ~ 3min内加入合适重量的纯水，并充分搅拌混和，混和搅拌时间为3 ~ 6min得铅粉混合物；
3）加酸：
边搅拌边以喷淋状向步骤2）所得铅粉混合物中加入硫酸得淋酸混合物；
4）合膏：
将步骤3）所得淋酸混合物快速搅拌均匀，出膏即得富液蓄电池正极铅膏。
本发明制备方法的技术解决方案中所述的步骤3）的淋酸时间控制在15 ~ 20min。
本发明制备方法的技术解决方案中所述步骤（3）优选的淋酸时间控制在12-18min。
本发明制备方法的技术解决方案中所述的步骤4）的合膏温度为45 ~ 60℃，时间为5 ~ 8min，降温，出膏温度低于45℃。
与传统技术相比，本发明具有以下有益效果：
1）本发明采用了三氧化二锑添加技术，在微观环境下能增强铅膏导电性；且本发明采用铅膏低含酸量技术，大大提升了电池的深循环寿命；
2）本发明所得铅膏具有优良的导电性能和长寿命性能，参照GB/T 5008.1-2013，国标II循环寿命可达7个单元以上，远远高于富液常规启动蓄电池；
3）本发明技术方案工艺简单易控，适合工业化生产。
具体实施方式
本发明一种富液蓄电池用正极铅膏，包含以下重量份数的成分：铅粉70 ~ 90、三氧化二锑0.05 ~ 0.15、高强玻璃纤维0.05 ~ 0.12、4BS 0.6 ~ 1.5、红丹9 ~ 15、四水过硼酸钠0.02 ~ 0.06、硫酸4 ~ 8和纯水6 ~ 12。
其中，铅粉可根据需要选择以下范围：70 ~ 78、75 ~ 85或80~ 90，铅粉中的铁含量不大于10ppm，铅粉为含PbO的铅粉，PbO占铅粉的含量为70 ~ 76wt%。三氧化二锑可根据需要选择以下范围：0.05 ~ 0.09、0.08 ~ 0.12或0.10 ~ 0.15，三氧化二锑优选0.08 ~0.10。高强玻璃纤维可根据需要选择以下范围：0.05 ~ 0.08、0.08 ~ 0.10或0.1 ~ 0.12，高强玻璃纤维的重量占总组成含量的0.05 ~ 0.11%，高强玻璃纤维的尺寸范围为1 ~ 5mm，优选1.5 ~ 3mm。4BS 可根据需要选择以下范围：0.6 ~ 0.9、0.9 ~ 1.2或1.0 ~ 1.5，优选0.7 ~ 1.2。红丹可根据需要选择以下范围：9 ~ 11、11 ~ 13或12 ~ 15。四水过硼酸钠可根据需要选择以下范围：0.02 ~ 0.03 、0.03 ~ 0.05或0.04 ~ 0.06。硫酸可根据需要选择以下范围：4 ~ 5、5 ~ 7或6 ~ 7，硫酸的密度为1.2 ~ 1.5g/cm3，硫酸中的铁含量不大于3ppm，优选密度为1.35 ~ 1.45g/cm3，硫酸中的铁含量不大于1ppm。纯水可根据需要选择以下范围：6 ~ 8、8 ~ 10或9 ~ 12。
本发明一种富液蓄电池用正极铅膏的制备方法，包括以下步骤：
1）添加三氧化二锑、四水过硼酸钠、红丹、高强玻璃纤维和4BS：
按比例称取三氧化二锑、四水过硼酸钠、红丹、高强玻璃纤维和4BS，加入和膏设备中交混合搅拌均匀得添加剂混合物；
2）混铅粉：
铅粉与步骤1）的添加剂混合物混合后，充分搅拌混合，混合搅拌时间2 ~ 4min，干混之后在1 ~ 3min内加入合适重量的纯水，并充分搅拌混和，混和搅拌时间为3 ~ 6min得铅粉混合物；
3）加酸：
边搅拌边以喷淋状向步骤2）所得铅粉混合物中加入硫酸得淋酸混合物；
4）合膏：
将步骤3）所得淋酸混合物快速搅拌均匀，出膏即得富液蓄电池正极铅膏。
其中，步骤3）的淋酸时间控制在15 ~ 20min，步骤3）优选的淋酸时间控制在12 ~18min。骤4）的合膏温度为45 ~ 60℃，时间为5 ~ 8min，降温，出膏温度低于45℃。
实施例1
一种富液蓄电池用正极铅膏，包含以下重量份数的成分：铅粉700kg、三氧化二锑0.6kg、高强玻璃纤维0.6kg、4BS 6.5kg、红丹90kg、四水过硼酸钠0.25kg、硫酸60kg和纯水89kg。
其中，高强玻璃纤维的尺寸范围为2 ~ 4mm；
硫酸密度为1.35 ~ 1.45g/cm3，硫酸中的铁含量不大于1ppm；
铅粉中的铁含量不大于10ppm；
铅粉为含PbO的铅粉，PbO占铅粉的含量为70wt%；
根据上述正极铅膏的配比，作如下的制备：
1）添加三氧化二锑、四水过硼酸钠、红丹、高强玻璃纤维和4BS：
称取合适重量的三氧化二锑、四水过硼酸钠、红丹、高强玻璃纤维和4BS，加入和膏设备中交混合搅拌均匀得添加剂混合物；
2）混铅粉：
铅粉与步骤1）的添加剂混合物混合后，充分搅拌混合，混合搅拌时间2 ~ 3min，干混之后在1 ~ 1.5min内加入合适重量的纯水，并充分搅拌混和，混和搅拌时间为4 ~ 5min得铅粉混合物；
3）加酸：
边搅拌边以喷淋状向步骤2）所得铅粉混合物中加入硫酸得淋酸混合物；淋酸时间控制在18min；
4）合膏：
将步骤3）所得淋酸混合物快速搅拌均匀，合膏温度为45℃，时间为8min，降温，出膏温度低于45℃；出膏即得富液蓄电池正极铅膏。
实施例2
一种富液蓄电池用正极铅膏，包含以下重量份数的成分：铅粉900kg、三氧化二锑0.9kg、高强玻璃纤维0.8kg、4BS 8.6kg、红丹110kg、四水过硼酸钠0.4kg、硫酸78kg和纯水105kg。
其中，高强玻璃纤维的尺寸范围为2 ~ 4mm；
硫酸密度为1.35 ~ 1.45g/cm3，硫酸中的铁含量不大于1ppm；
铅粉中的铁含量不大于10ppm；
铅粉为含PbO的铅粉，PbO占铅粉的含量为73wt%；
根据上述正极铅膏的配比，作如下的制备：
1）添加三氧化二锑、红丹、高强玻璃纤维和4BS：
称取合适重量的三氧化二锑、红丹、高强玻璃纤维和4BS，加入和膏设备中交混合搅拌均匀得添加剂混合物；
2）混铅粉：
铅粉与步骤1）的添加剂混合物混合后，充分搅拌混合，混合搅拌时间2 ~ 3min，干混之后在1 ~ 1.5min内加入合适重量的纯水，并充分搅拌混和，混和搅拌时间为4 ~ 5min得铅粉混合物；
3）淋酸：
边搅拌边以喷淋状向步骤2）所得混合物中加入硫酸得淋酸混合物；加酸时间控制在20min；
4）合膏：
将步骤3）所得淋酸混合物快速搅拌均匀，合膏温度为58℃，时间为9min，降温，出膏温度低于45℃；出膏即得富液蓄电池正极铅膏。
效果例
将上述实施例1 ~ 2所得正极铅膏，分别涂在专用板栅上，经固化干燥后制造出正生板。负生板采用富液蓄电池负极铅膏及极板制作工艺制造。
经极板包覆PE复合隔板，铸焊极群装入专用壳体，化成后制成富液蓄电池。
然后将所得富液蓄电池参照GB/T 5008.1-2013进行性能验证，并同时与传统富液SLI蓄电池验证结果进行对比（以165Ah电池为例），见表1所示：
由表1数据可以看出，采用上述正极铅膏制作的富液蓄电池在保证容量及低温起动性能满足要求的前提下，循环寿命远远高于普通AGM电池和富液电池，如国标II循环可达7 ~8单元，高于国标标准2 ~ 3单元。
以上对本发明实施例所提供的一种富液蓄电池用正极铅膏及其制备方法，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (10)
1. 一种富液蓄电池用正极铅膏，其特征在于，包含以下重量份数的成分：铅粉70 ~90、三氧化二锑0.05 ~ 0.15、高强玻璃纤维0.05 ~ 0.12、4BS 0.6 ~ 1.5、红丹9 ~ 15、四水过硼酸钠0.02 ~ 0.06、硫酸4 ~ 8和纯水6 ~ 12。
2. 根据权利要求1所述的一种富液蓄电池用正极铅膏，其特征在于，包含以下重量份数的成分：铅粉75 ~ 85、三氧化二锑0.08 ~ 0.12、高强玻璃纤维0.08 ~ 0.10、4BS 0.9 ~1.2、红丹11 ~ 13、四水过硼酸钠0.03 ~ 0.05、硫酸5 ~ 7和纯水8 ~ 10。
3. 根据权利要求1所述的一种富液蓄电池用正极铅膏，其特征在于，包含以下重量份数的成分：铅粉70 ~ 78或80~ 90、三氧化二锑0.05 ~ 0.09或0.10 ~ 0.15、高强玻璃纤维0.05 ~ 0.08或0.1 ~ 0.12、4BS 0.6 ~ 0.9 或1.0 ~ 1.5、红丹9 ~ 11或12 ~ 15、四水过硼酸钠0.02 ~ 0.03 或0.04 ~ 0.06、硫酸4 ~ 5或6 ~ 7和纯水6 ~ 8或9 ~ 12。
4. 根据权利要求1、2或3所述的一种富液蓄电池用正极铅膏，其特征在于：所述的高强玻璃纤维的重量占总组成含量的0.05 ~ 0.11%或0.08 ~ 0.1%；高强玻璃纤维的尺寸范围为1.5 ~ 3mm或1 ~ 5mm。
5. 根据权利要求1、2或3所述的一种富液蓄电池用正极铅膏，其特征在于：所述的硫酸的密度为1.2 ~ 1.5g/cm3；硫酸中的铁含量不大于3ppm。
6.根据权利要求1、2或3所述的一种富液蓄电池用正极铅膏，其特征在于：所述的铅粉中的铁含量不大于10ppm。
7. 根据权利要求1、2或3所述的一种富液蓄电池用正极铅膏，其特征在于：所述的铅粉为含PbO的铅粉，PbO占铅粉的含量为70 ~ 76wt%。
8.一种制备权利要求1、2或3所述的富液蓄电池用正极铅膏的方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）添加三氧化二锑、四水过硼酸钠、红丹、高强玻璃纤维和4BS：
按比例称取三氧化二锑、四水过硼酸钠、红丹、高强玻璃纤维和4BS，加入和膏设备中交混合搅拌均匀得添加剂混合物；
2）混铅粉：
铅粉与步骤1）的添加剂混合物混合后，充分搅拌混合，混合搅拌时间2 ~ 4min，干混之后在1 ~ 3min内加入合适重量的纯水，并充分搅拌混和，混和搅拌时间为3 ~ 6min得铅粉混合物；
3）加酸：
边搅拌边以喷淋状向步骤2）所得铅粉混合物中加入硫酸得淋酸混合物；
4）合膏：
将步骤3）所得淋酸混合物快速搅拌均匀，出膏即得富液蓄电池正极铅膏。
9. 根据权利要求8所述的制备富液蓄电池用正极铅膏的方法，其特征在于：所述的步骤3）的淋酸时间控制在15 ~ 20min。
10. 根据权利要求8所述的制备富液蓄电池用正极铅膏的方法，其特征在于：所述的步骤4）的合膏温度为45 ~ 60℃，时间为5 ~ 8min，降温，出膏温度低于45℃。
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2020
- 2020-07-22 CN CN202010711185.2A patent/CN112259732A/zh active Pending
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