專利名稱：一種鉛酸蓄電池正極板的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電池正極板的制備方法，尤其涉及一種鉛酸蓄電池正極板及其制備方法。
背景技術(shù)：
人類進入21世紀后，面臨環(huán)境與資源兩大挑戰(zhàn)，自然資源日趨枯竭，碳氧化物排量與日俱增，特別是交通運輸?shù)奈矚馀欧艑厥倚?yīng)造成了不可低估的影響。人類直面保護環(huán)境與合理利用資源兩大亟待解決的問題。向電動車時代靠攏，發(fā)展“綠色交通”，尾氣零排放、無污染、無噪音的電動車輛有著廣闊發(fā)展前景。電動車輛的核心是作為動力的電源，但是，鉛酸電池作為電動車的動力電源，與鎳-金屬氫化物電池及鋰電池等電池體系相比，存在體積比能量低；重量比能量低；使用壽 命短等缺點。根據(jù)對失效的電動車用鉛酸蓄電池的解剖情況來看，有相當(dāng)一部分電池失效的原因是電池正極活性物質(zhì)軟化，正極鉛粉脫落到電解液中，電池形成內(nèi)部短路，使電池失去容量，造成電池失效?，F(xiàn)有廠家只有采用高溫(溫度高于80°C)固化方式，提高鉛膏內(nèi)四堿式硫酸鉛的含量，但是這種方式形成的四堿式硫酸鉛顆粒很大，尺寸有50 100 μ m，在極板充電化成時，很難轉(zhuǎn)化成活性物質(zhì)(PbO2),并且一致性很差。因此，迫切需要提供一種正極板，以提供高倍率的放電電流，和高的放電深度，以及延長循環(huán)壽命。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種鉛酸蓄電池正極板的制備方法，該正極板可提高蓄電池的放電倍率、放電深度、以及電化學(xué)性的穩(wěn)定性，可提高蓄電池的綜合性能及使用壽命。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的一種鉛酸蓄電池正極板的制備方法包括如下步驟
步驟1，制備碳纖維混合物膏漿
按質(zhì)量百分比，將碳纖維20-30%、石墨纖維15-25%、碳納米管20-30%、羧甲基纖維素15-20%、聚四氟乙烯20-30%，混合，攪拌，制成膏漿，備用；
步驟2，制備正極鉛膏 按如下質(zhì)量百分比配料
氧化度為70-75%的鉛粉 90-95%
乙炔黑2-3%
聚乙烯醇0.5-2%
硫酸鉛1-2%
硫酸鋁1-2%
滌綸纖維O. 5-1%將上述固體原料干混20-40分鐘，加入固體原料總重量15-20%的去離子水?dāng)嚢?-2小時，邊攪拌邊以噴淋狀加入固體原料總重量8-10%的密度為1. 31-1. 35g/cm3的硫酸溶液，繼續(xù)攪拌2-3小時，控制和膏溫度為55-65°C，當(dāng)溫度降至40°C以下后出膏，得到鉛酸蓄電池用正極鉛膏；
步驟3，涂覆形成碳纖維復(fù)合基層
將步驟(I)中制備的碳纖維混合物涂布到銻的含有量為鉛質(zhì)量的1%以下鉛-銻系合金制成板柵狀集電體上，烘干固化，在集電體上形成碳纖維復(fù)合基層；
步驟4，涂覆形成正極活性物質(zhì)層
將步驟(2)中的正極鉛膏均勻涂布到上述碳纖維復(fù)合基層上，在濕度95-98%、溫度·40-45°C條件下固化24-36小時，之后，干燥形成正極板。其中，步驟3中所述烘干固化為在溫度50_60°C下烘干固化6-10小時。其中，步驟4中所述干燥為在60_70°C條件下干燥20-24小時。本發(fā)明還提供了一種上述方法制備的鉛酸蓄電池正極板。本發(fā)明制備的鉛酸蓄電池正極板，采用碳纖維基層作為正極活性材料的基底，增強了正極板柵的結(jié)構(gòu)強度和尺寸穩(wěn)定性，采用了特定活性物質(zhì)配比，提高了活性物質(zhì)利用率、放電深度和循環(huán)穩(wěn)定性，用于鉛酸蓄電池時，具有高比容量，以及較高的循環(huán)使用壽命。
具體實施例方式實施例一
制備碳纖維混合物膏漿
按質(zhì)量百分比，將碳纖維20%、石墨纖維25%、碳納米管20%、羧甲基纖維素15%、聚四氟乙烯20%，混合，攪拌，制成膏漿，備用。制備正極鉛膏 按如下質(zhì)量百分比配料
氧化度為70%的鉛粉 90%
乙炔黑3%
聚乙烯醇2%
硫酸鉛2%
硫酸鋁2%
滌綸纖維1%
將上述固體原料放入和膏機內(nèi)干混20分鐘，加入固體原料總重量15%的去離子水?dāng)嚢鐸小時，邊攪拌邊以噴淋狀加入固體原料總重量8%的密度為1. 31g/cm3的硫酸溶液，繼續(xù)攪拌2小時，控制和膏溫度為55°C，當(dāng)溫度降至40°C以下后出膏，得到鉛酸蓄電池用正極鉛膏。涂覆形成碳纖維復(fù)合基層
將制備的碳纖維混合物涂布到銻的含有量為鉛質(zhì)量的1%以下鉛-銻系合金制成板柵狀集電體上，在溫度50°c下烘干固化10小時，在集電體上形成碳纖維復(fù)合基層。涂覆形成正極活性物質(zhì)層
將正極鉛膏均勻涂布到上述碳纖維復(fù)合基層上，在濕度95%、溫度40°C條件下固化36小時，之后，在60°C條件下干燥24小時而形成正極板。實施例二
制備碳纖維混合物膏漿
按質(zhì)量百分比，將碳纖維30%、石墨纖維15%、碳納米管20%、羧甲基纖維素15%、聚四氟乙烯20%，混合，攪拌，制成膏漿，備用。制備正極鉛膏 按如下質(zhì)量百分比配料
氧化度為75%的鉛粉 95%
乙炔黑2% 聚乙烯醇0.5%
硫酸鉛1%
硫酸鋁1%
滌綸纖維O. 5%
將上述固體原料放入和膏機內(nèi)干混40分鐘，加入固體原料總重量20%的去離子水?dāng)嚢?小時，邊攪拌邊以噴淋狀加入固體原料總重量10%的密度為1. 35g/cm3的硫酸溶液，繼續(xù)攪拌3小時，控制和膏溫度為65°C，當(dāng)溫度降至40°C以下后出膏，得到鉛酸蓄電池用正極鉛膏。涂覆形成碳纖維復(fù)合基層
將制備的碳纖維混合物涂布到銻的含有量為鉛質(zhì)量的1%以下鉛-銻系合金制成板柵狀集電體上，在溫度60°c下烘干固化6小時，在集電體上形成碳纖維復(fù)合基層。涂覆形成正極活性物質(zhì)層
將正極鉛膏均勻涂布到上述碳纖維復(fù)合基層上，在濕度98%、溫度45°C條件下固化36小時，之后，在70°C條件下干燥20小時而形成正極板。比較例
按如下物質(zhì)質(zhì)量百分比配比正極鉛膏的原材料
氧化度為75%的鉛粉98%、四堿式硫酸鉛1%、硫酸亞鈷O. 15%、硫酸鎂O. 78%、滌綸纖維
O.07%，將上述原材料按實施例二的步驟制備成鉛膏，涂覆在鉛制成的板柵狀集電體上，制成正極板。 應(yīng)用實施例一、二和比較例的正極板組裝成的閥控式密封鉛酸蓄電池進行性能測試，在測試溫度為35°C下進行電性能測試，經(jīng)測試該實施例一和二的的材料與比較例的材料相比，首次放電比容量提升了 50-60%以上，循環(huán)壽命提高了1. 5倍以上。以上對本發(fā)明的具體實施例進行了詳細描述，但其只是作為范例，本發(fā)明并不限制于以上描述的具體實施例。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，任何對本發(fā)明進行的等同修改和替代也都在本發(fā)明的范疇之中。因此，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍下所作的均等變換和修改，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種鉛酸蓄電池正極板的制備方法，其特征在于，包括如下步驟 步驟1，制備碳纖維混合物膏漿 按質(zhì)量百分比，將碳纖維20-30%、石墨纖維15-25%、碳納米管20-30%、羧甲基纖維素15-20%、聚四氟乙烯20-30%，混合，攪拌，制成膏漿，備用； 步驟2，制備正極鉛膏 按如下質(zhì)量百分比配料 氧化度為70-75%的鉛粉 90-95% 乙炔黑2-3% 聚乙烯醇0.5-2% 硫酸鉛1-2% 硫酸鋁1-2% 滌綸纖維O. 5-1% 將上述固體原料干混20-40分鐘，加入固體原料總重量15-20%的去離子水?dāng)嚢?-2小時，邊攪拌邊以噴淋狀加入固體原料總重量8-10%的密度為1. 31-1. 35g/cm3的硫酸溶液，繼續(xù)攪拌2-3小時，控制和膏溫度為55-65°C，當(dāng)溫度降至40°C以下后出膏，得到鉛酸蓄電池用正極鉛膏； 步驟3，涂覆形成碳纖維復(fù)合基層 將步驟(I)中制備的碳纖維混合物涂布到銻的含有量為鉛質(zhì)量的1%以下鉛-銻系合金制成板柵狀集電體上，烘干固化，在集電體上形成碳纖維復(fù)合基層； 步驟4，涂覆形成正極活性物質(zhì)層 將步驟(2)中的正極鉛膏均勻涂布到上述碳纖維復(fù)合基層上，在濕度95-98%、溫度40-45°C條件下固化24-36小時，之后，干燥形成正極板。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟3中所述烘干固化為在溫度50-60°C下烘干固化6-10小時。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟4中所述干燥為在60-70°C條件下干燥20-24小時。
4.一種如權(quán)利要求1所述方法制備的鉛酸蓄電池正極板。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鉛酸蓄電池正極板的制備方法，包括如下步驟將碳纖維、石墨纖維、碳納米管、羧甲基纖維素、聚四氟乙烯，混合制成碳纖維混合膏漿；將鉛粉、乙炔黑、聚乙烯醇、硫酸鉛、硫酸鋁、滌綸纖維干混，加入去離子，邊攪拌邊以噴淋狀加入稀硫酸溶液，和膏得到鉛酸蓄電池用正極鉛膏；碳纖維混合物涂布鉛-銻系合金制成板柵狀集電體上，烘干固化，在集電體上形成碳纖維復(fù)合基層；正極鉛膏均勻涂布到上述碳纖維復(fù)合基層上，固化干燥形成正極板。本發(fā)明制備的鉛酸蓄電池正極板，增強了正極板柵的結(jié)構(gòu)強度和尺寸穩(wěn)定性，提高了活性物質(zhì)利用率、放電深度和循環(huán)穩(wěn)定性，用于鉛酸蓄電池時，具有高比容量，以及較高的循環(huán)使用壽命。
文檔編號H01M4/20GK103022427SQ20121049288
公開日2013年4月3日 申請日期2012年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月28日
發(fā)明者姜波 申請人:上海錦眾信息科技有限公司