專利名稱：一種高能鉛酸蓄電池負(fù)極板鉛膏及其制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鉛蓄電池技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種高能鉛酸蓄電池負(fù)極板鉛膏配方及 其制作方法。
背景技術(shù)：
隨著經(jīng)濟的發(fā)展和科技的進步，各行業(yè)對蓄電池需求越來越大，對蓄電池的產(chǎn)品 檔次要求越來越高，盡管近幾年市場涌現(xiàn)出了各種各樣的蓄電池，但由于鉛蓄電池有著其 他種類蓄電池不可替代的性能優(yōu)勢，鉛蓄電池仍然是市場上的主要流通品種。近幾年電動車、汽車及其儲能行業(yè)的發(fā)展促進了蓄電池行業(yè)的整體發(fā)展，以致鉛 蓄電池的產(chǎn)量近年多次翻番，為了提高蓄電池的產(chǎn)品性能，蓄電池研究人員對此進行了多 種試驗，創(chuàng)造多項科技成果，研制了適應(yīng)于不同場合、不同行業(yè)應(yīng)用的蓄電池，但對于鉛蓄 電池的基礎(chǔ)研究仍然很薄弱，目前鉛蓄電池的比能量仍然很低，與其他種類蓄電池品種相 比，比能量方面仍然處于劣勢，因此提高蓄電池比能量，提高蓄電池極板的利用率是目前蓄 電池行業(yè)基礎(chǔ)研究的主要課題。提高蓄電池極板的利用率關(guān)鍵技術(shù)是鉛膏配方和生產(chǎn)工藝的突破，本發(fā)明是針對 目前蓄電池負(fù)極板鉛膏配方及其制作方法而進行的發(fā)明研究。目前鉛蓄電池負(fù)極板鉛膏配方大部分采用以下幾種材料A、無機膨脹劑，主要為硫酸鋇及超細(xì)硫酸鋇，主要問題是顆粒偏粗。B、有機膨脹劑，主要為腐植酸或木素磺酸鈉，腐植酸低溫能力差，木素磺酸鈉充電 接受能力差且生產(chǎn)工藝性能差。防氧化劑，主要為1-2酸、松香粉、防氧化油等，各有優(yōu)缺點，防氧化性能好的會導(dǎo) 致充電接受能力差。目前鉛膏加工工藝大部分為傳統(tǒng)的加入攪拌方式，主要缺點就是輔料與鉛粉混合 度不一，造成極板性能差別很大，蓄電池充放電過程中不能使鉛膏活性物質(zhì)充分進行反應(yīng)， 導(dǎo)致極板活性物質(zhì)利用率低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種提高活性物質(zhì)利用率的高能鉛酸蓄電池鉛膏及其制作方法。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案一種高能鉛酸蓄電池負(fù)極板鉛膏，包括鉛粉、純水、分析純硫酸和輔料；其中鉛粉中氧化鉛含量65% 70%，分析純硫酸密度為1.400g/cm3，純水為電 導(dǎo)率小于0. 3us/cm ；輔料重量按照鉛粉重量的百分比計算，其中納米硫酸鋇0. 8 1%，改性木素磺酸 鈉0. 1 0.3%，單寧0. 1 0.3%，聚酯短纖維0.08 0. 1 %，炭黑0. 2 0. 3%，聚α-烯 烴基礎(chǔ)油0.3 ；和膏時，100公斤所述鉛粉中加入10-15公斤的水和加入8 12公斤的分析純硫
3酸及按照上述輔料與鉛粉比例的重量的輔料，也可以按照該加入的重量比，加入其它重量 的鉛粉、水、分析純硫酸和輔料等。其中，優(yōu)選的，所述鉛膏中同時加入聚α-烯烴基礎(chǔ)油作為防氧化劑，聚α-烯烴 基礎(chǔ)油有以下特征運動粘度，mm2/s IOO0C 17 21 ；閃點(開口)，彡230°C ；凝點，_35°C。本發(fā)明還提供一種高能鉛酸蓄電池負(fù)極板鉛膏制作方法，該方法包括步驟A、將上述技術(shù)方案提供的配方量的納米硫酸鋇、改性木素磺酸鈉、單寧、炭黑 α -烯烴基礎(chǔ)油加入總量30%的純水中進行機械攪拌3 5分鐘。B、將步驟A中制得的混合液加入具有均質(zhì)、乳化、粉碎單元的多級超聲波破碎分 散機中，進行多次粉碎、混合、乳化，直至制得細(xì)度小于百分之一微米的均質(zhì)納米乳液；C、合膏機內(nèi)加入上述技術(shù)方案提供的配方量的鉛粉、聚酯短纖維，然后開動合膏 機進行攪拌，同時將步驟B中制得的乳液高壓霧化噴在干攪拌的鉛粉上，在8分鐘之內(nèi)加 完，然后淋入余量的純水，在5分鐘之內(nèi)加完，加乳液和純水過程中持續(xù)攪拌；D、C步驟完成后持續(xù)攪拌2分鐘，緩慢淋入分析純硫酸，在15分鐘之內(nèi)加完。加 酸過程中合膏機中的溫度控制在70度以下，加酸完畢繼續(xù)攪拌15分鐘以上，待溫度降至40 度以下停止攪拌，和膏工作完成。本發(fā)明中的硫酸鋇在鉛蓄電池極板充放電時能有效的為硫酸鉛晶體提供晶核，使 蓄電池在充放電過程中負(fù)極板上生成的具有電絕緣性的硫酸鉛晶體細(xì)化，防止硫酸鉛晶粒 長大沉積而降低極板的導(dǎo)電性而使電池充放電受阻，采用納米硫酸鋇，能為更多的硫酸鉛 晶體提供晶核結(jié)構(gòu)，生成的硫酸鉛晶粒更細(xì)，具有其他形狀硫酸鋇不可比擬的優(yōu)勢。本發(fā)明中采用改性木塑磺酸鈉，改善了普通木素磺酸鈉使用過程中高溫容易析出 的劣勢，保證了蓄電池高溫下的使用性能，克服了普通木素磺酸鈉高溫下容易析出導(dǎo)致壽 命提前終止的局面。本發(fā)明中采用單寧的是作為極板低溫添加劑而加入，其在低溫情況下可保證提高 蓄電池超強的充電接受能力，又能在低溫情況下保證極板不鈍化，防止活性物質(zhì)收縮，保證 蓄電池低溫情況下的放電性能。本發(fā)明中的聚-α烯烴是由乙烯經(jīng)聚合反應(yīng)制成α烯烴，再進一步經(jīng)聚合及氫化 而制成。它是最常用的合成潤滑油基礎(chǔ)油，使用范圍最廣泛。聚α -烯烴合成油具有良好的 粘溫性能和低溫流動性，是配制高檔、專用潤滑油較為理想的基礎(chǔ)油。此發(fā)明中采用聚_α 烯烴基礎(chǔ)油作為防氧化劑，它覆蓋在負(fù)極板活性鉛表面，使鉛與空氣相隔離，避免了鉛被氧 化，經(jīng)過儲存試驗對比，防氧化好于其他的防氧化劑。本發(fā)明中的炭黑作為導(dǎo)電材料加入，目的提高鉛膏層的導(dǎo)電性，改善鉛膏層和板 柵的接觸，提高二者之間的導(dǎo)電性，此添加劑更多的分散于鉛膏表面，避免了極板表面因生 成硫酸鉛引起的導(dǎo)電不良現(xiàn)象。本發(fā)明中，將輔料進行混合，采用多級超聲波破碎分散機制得細(xì)度小于百分之一 微米的均質(zhì)納米乳液，然后霧化噴入鉛粉中，由于霧化的納米乳液細(xì)度偏高，可以更好的與 鉛粉進行充分混合，附著在鉛粉顆粒表面，在充放電循環(huán)過程中，使更多的鉛粉參與反應(yīng)， 保證更多的電能輸出，進而提高了極板的活性物質(zhì)利用率，使負(fù)極板的活性物質(zhì)利用率由50%提高到65% 75%。采用本發(fā)明的鉛膏及其制作方法，可以提高極板活性物質(zhì)的利用率15% 20%， 可以提高極板高低溫下的使用性能和低溫下的充電接受能力，采用聚-α烯烴作為極板防 氧化劑，保證了極板高的防氧化性能和超強的充電接受能力，采用超聲波方法將輔料制成 納米物質(zhì)，然后霧化加入，保證了輔料與鉛粉物質(zhì)更充分的均勻混合，保證了輔料物質(zhì)充分 發(fā)揮作用，進而提高了鉛粉物質(zhì)參與化學(xué)反應(yīng)的比例，提高了活性物質(zhì)的利用率，從而使制 備的鉛膏具有適用溫度范圍廣、高性能、長壽命的特點。采用本發(fā)明方法制作的汽車型蓄電池容量提高15%以上，采用GB/T5008-2005進 行壽命試驗，可達到10個以上單元，比標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定延長一倍。在-40°c下采用GB/T5008-2005 標(biāo)準(zhǔn)中-18°C放電標(biāo)準(zhǔn)進行試驗，仍可滿足要求，說明此配方適用于超低溫環(huán)境使用，具有 高能、長壽命的特點。
具體實施例方式為了更好的理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合實例詳細(xì)描述本發(fā)明實施方法。1、該鉛膏的組成如下表所示
權(quán)利要求
一種高能鉛酸蓄電池負(fù)極板鉛膏，其特征在于包括鉛粉、純水、分析純硫酸和輔料；其中鉛粉中氧化鉛含量65％～70％，分析純硫酸密度為1.400g/cm3，純水為電導(dǎo)率小于0.3us/cm；輔料重量按照鉛粉重量的百分比計算，其中納米硫酸鋇0.8～1％，改性木素磺酸鈉0.1～0.3％，單寧0.1～0.3％，聚酯短纖維0.08～0.1％，炭黑0.2～0.3％，聚α 烯烴基礎(chǔ)油0.3～1％；和膏時，100公斤所述鉛粉中加入10 15公斤的水和加入8～12公斤的分析純硫酸和按照上述輔料與鉛粉比例的重量的輔料。
2.如權(quán)利要求1所述高能鉛酸蓄電池負(fù)極板鉛膏，其特征在于，所述鉛膏中同時加入 聚α-烯烴基礎(chǔ)油作為防氧化劑，聚α-烯烴基礎(chǔ)油有以下特征運動粘度，mm2/s 100°C 17 21 ；閃點(開口)，彡230°C ； 凝點，_35°C。
3.一種高能鉛酸蓄電池負(fù)極板鉛膏制作方法，其特征在于A、將權(quán)利要求1配方量的納米硫酸鋇、改性木素磺酸鈉、單寧、炭黑α-烯烴基礎(chǔ)油加 入總量30%的純水中進行機械攪拌3 5分鐘；B、將步驟A中制得的混合液加入具有均質(zhì)、乳化、粉碎單元的多級超聲波破碎分散機 中，進行多次粉碎、混合、乳化，直至制得細(xì)度小于百分之一微米的均質(zhì)納米乳液；C、合膏機內(nèi)加入權(quán)利要求1配方量的鉛粉、聚酯短纖維，然后開動合膏機進行攪拌，同 時將步驟B中制得的均質(zhì)納米乳液高壓霧化噴在干攪拌的鉛粉上，在8分鐘之內(nèi)加完，然后 淋入余量的純水，在5分鐘之內(nèi)加完，加所述均質(zhì)納米乳液和純水過程中持續(xù)攪拌；D、C步驟完成后持續(xù)攪拌2分鐘，緩慢淋入分析純硫酸，在15分鐘之內(nèi)加完，加酸過程 中合膏機中的溫度控制在70度以下，加酸完畢繼續(xù)攪拌15分鐘以上，待溫度降至40度以 下停止攪拌，和膏工作完成。
全文摘要
本發(fā)明提供一種高能鉛酸蓄電池負(fù)極板鉛膏及其制作方法，其該鉛膏包括鉛粉、純水、分析純硫酸和輔料；其中鉛粉中氧化鉛含量65％～70％，分析純硫酸密度為1.400g/cm3，純水為電導(dǎo)率小于0.3us/cm；輔料重量按照鉛粉重量的百分比計算，其中納米硫酸鋇0.8～1％，改性木素磺酸鈉0.1～0.3％，單寧0.1～0.3％，聚酯短纖維0.08～0.1％，炭黑0.2～0.3％，聚α-烯烴基礎(chǔ)油0.3～1％，和膏時，100公斤所述鉛粉中加入10-15公斤的水和加入8～12公斤的分析純硫酸及按照上述輔料與鉛粉比例的重量的輔料。提供一種高能量的高能鉛酸蓄電池負(fù)極板鉛膏及其制作方法。
文檔編號H01M4/62GK101937991SQ20101016530
公開日2011年1月5日 申請日期2010年5月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月7日
發(fā)明者周軍, 程艷青 申請人:張家口保勝新能源科技有限公司