一種耐深循環(huán)鉛酸蓄電池負(fù)極鉛膏配方及其制備工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種耐深循環(huán)鉛酸蓄電池負(fù)極鉛膏配方，包括以下組份，各組份的重量百分比為：鉛粉70-90％、硫酸2-15％、水5-20％、短纖維0.05-2％、乙炔黑0.2-0.5％、腐植酸0.2-0.5％、硫酸鋇0.1-1.2％、木素磺酸鈉0.1-0.4％、榆木顆粒0.05-0.3％、二氧化硅乳液0.1-1.5％與聚四氟乙烯乳液0.1-10％，榆木顆粒的粒徑為5-20微米。利用該配方及制備工藝制備的鉛膏制作的極板組裝成蓄電池后，具有深放電能力強(qiáng)，耐過充能力強(qiáng)，循環(huán)壽命長的優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】一種耐深循環(huán)鉛酸蓄電池負(fù)極鉛膏配方及其制備工藝

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于鉛酸蓄電池【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及鉛酸蓄電池負(fù)極鉛膏，特別是一種提高電 池循環(huán)使用壽命的耐深循環(huán)鉛酸蓄電池負(fù)極鉛膏配方及其制備工藝。

【背景技術(shù)】
[0002] 目前，鉛酸蓄電池的應(yīng)用方式由常規(guī)的備用和小電流、低功率應(yīng)用方式轉(zhuǎn)變?yōu)榇?電流、大功率的應(yīng)用方式。常用的閥控式密封鉛酸蓄電池面臨深放電能力差、耐過充電能力 差、循環(huán)壽命短的困境，而提高其性能的常用方法有：1、增加極板厚度以提高電極過充電、 過放電能力，但存在生產(chǎn)控制質(zhì)量成本高、效率低下的缺點(diǎn)；2、添加可溶性添加劑并提高電 池前期的比表面性，但這個方法不能持續(xù)保持電池容量；3、降低電液濃度，但存在活性物質(zhì) 利用率低的缺點(diǎn)。
[0003] 中國專利公布號CN102738461A，公布日2012年10月17日，名稱為鉛超級酸蓄電 池的負(fù)極鉛膏的制備方法，該申請案公開了一種鉛超級酸蓄電池的負(fù)極鉛膏的制備方法， 包括按照特定重量份配置鉛膏原材料，原材料包括鉛粉、硫酸鋇、導(dǎo)電石墨、聚酯短纖維、木 素、重量濃度為49%的稀硫酸，去離子水，膨脹中間相炭微球；其中膨脹中間相炭微球采用 特殊的方法制備：將鉛粉、硫酸鋇、導(dǎo)電石墨、聚酯短纖維、木素，膨脹中間相炭微球混合好 后，與鉛粉一起加入合膏機(jī)內(nèi)，開機(jī)攪拌，再均勻加入水，繼續(xù)攪拌，再內(nèi)均勻加入稀硫酸， 在加入稀硫酸的同時開啟合膏機(jī)的進(jìn)風(fēng)機(jī)和循環(huán)冷卻水，控制溫度，加稀硫酸結(jié)束后，再連 續(xù)攪拌出膏，得到超級鉛酸蓄電池負(fù)極鉛膏。
[0004] 其不足之處在于，深放電能力差、耐過充電能力差、循環(huán)壽命短。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于為了解決現(xiàn)有鉛酸蓄電池深放電能力差、耐過充電能力差、循 環(huán)壽命短的缺陷而提供一種提高電池循環(huán)使用壽命的耐深循環(huán)鉛酸蓄電池負(fù)極鉛膏配方。
[0006] 本發(fā)明的另一個目的是為了提供一種耐深循環(huán)鉛酸蓄電池負(fù)極鉛膏的制備工藝。
[0007] -種耐深循環(huán)鉛酸蓄電池負(fù)極鉛膏配方，包括以下組份，各組份的重量百分比 為：鉛粉70-90 %、硫酸2-15 %、水5-20 %、短纖維0. 05-2 %、乙炔黑0. 2-0. 5 %、腐植酸 0. 2-0. 5%、硫酸鋇0. 1-1. 2%、木素磺酸鈉0. 1-0. 4%、榆木顆粒0. 05-0. 3%、二氧化硅乳 液0. 1-1. 5%與聚四氟乙烯乳液0. 1-10%，榆木顆粒的粒徑為5-20微米。在本技術(shù)方案中， 通過在鉛膏中添加二氧化硅乳液，使得二氧化硅在鉛膏表面形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，從而保護(hù)鉛膏 晶體，短纖維可以使鉛膏的合膏時間大大縮短，原來一般需要合膏4-6小時才能基本均勻， 現(xiàn)在只需要2-3小時即可，而且均勻分散的效果更佳，但是當(dāng)短纖維超過2%時，有一些短 纖維開始扎堆，難以分散均勻，使得活性物質(zhì)粘結(jié)時受到影響，給出的電池容量反而下降； 腐植酸可顯著提高蓄電池的充電接受能力；乙炔黑可改進(jìn)活性物質(zhì)的導(dǎo)電性能，提高 活性物質(zhì)的孔率和改善蓄電池充電接受能力；榆木顆粒的加入可以彌補(bǔ)由于鉛酸蓄電池使 用過程中負(fù)極鉛膏木素活性降低而導(dǎo)致蓄電池早起失效現(xiàn)象的不足，使電池使用后期的效 能提高，從而延長蓄電池的使用壽命，但是榆木顆粒加入過多則會引起鉛酸蓄電池的內(nèi)阻 過大，所以榆木顆粒的含量為〇. 05-0. 3。
[0008] 作為優(yōu)選，所述的聚四氟乙烯乳液的質(zhì)量百分比濃度為15%?85%，聚四氟乙烯 固體顆粒粒徑為1?15nm。
[0009] 作為優(yōu)選，所述的二氧化硅乳液的質(zhì)量百分比濃度為10%?50%，二氧化硅固體 顆粒粒徑為1?10nm。
[0010] 作為優(yōu)選，所述的硫酸的質(zhì)量百分比濃度為45%。
[0011] 一種耐深循環(huán)鉛酸蓄電池負(fù)極鉛膏的制備工藝，所述制備工藝包括以下步驟： a) a)在合膏機(jī)內(nèi)按配方量加入鉛粉、短纖維、榆木顆粒、乙炔黑、腐植酸、硫酸鋇和木素 磺酸鈉，干拌6-8min ; b) 向步驟a)的合膏機(jī)內(nèi)邊攪拌邊加入配方量的二氧化硅乳液、聚四氟乙烯乳液和去 離子水，然后繼續(xù)攪拌4-8min ; c) 向步驟b)的合膏機(jī)內(nèi)邊攪拌邊加入配方量的硫酸，溫度50-70°C，繼續(xù)攪拌 7_13min ; d) 待鉛膏溫度低于45°C即可出膏進(jìn)行涂板。
[0012] 作為優(yōu)選，步驟b)中，二氧化硅乳液、聚四氟乙烯乳液和去離子水在l-3min內(nèi)加 入完畢。在本技術(shù)方案中，聚四氟乙烯乳液的加入主要是增加活性物質(zhì)之間以及活性物質(zhì) 與板柵之間的結(jié)合力，使負(fù)極板在充放電循環(huán)過程中體積變化減小，從而提高鉛酸蓄電池 充電接受能力；二氧化硅乳液的加入是使得二氧化硅在鉛膏表面形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，保護(hù)鉛膏 晶體，減少活性物質(zhì)因充放電過程中體積膨脹收縮造成的軟化、脫落；而去離子水、二氧化 硅乳液與聚四氟乙烯乳液在l_3min內(nèi)加入完畢則是為了讓其能夠快速的與鉛膏混合，保 證其能夠分散均勻，易于控制使得負(fù)極鉛膏的分散狀態(tài)在最佳時進(jìn)行固化。
[0013] 作為優(yōu)選，步驟c)中加硫酸的時間為12-20min。
[0014] 作為優(yōu)選，硫酸的密度為1. 4g/cm3。
[0015] 作為優(yōu)選，合膏過程的溫度為60-65°C。
[0016] 本發(fā)明的有益效果是利用該配方及制備工藝制備的鉛膏制作的極板組裝成蓄電 池后，具有深放電能力強(qiáng)，耐過充能力強(qiáng)，循環(huán)壽命長的優(yōu)點(diǎn)。

【具體實(shí)施方式】
[0017] 以下結(jié)合具體實(shí)施例，對本發(fā)明作進(jìn)一步的解釋： 本發(fā)明所用原料均可從市場購得。
[0018] 短纖維為長度l_5mm的丙綸短纖維；聚四氟乙烯固體顆粒粒徑為1?15nm ;二氧 化娃固體顆粒粒徑為1?l〇nm ;榆木顆粒粒徑為5-20微米；鉛粉可以使島津式鉛粉或巴頓 式鉛粉。
[0019] 實(shí)施例1 一種耐深循環(huán)鉛酸蓄電池負(fù)極鉛膏的制備工藝，所述制備工藝包括以下步驟： a) 在合膏機(jī)內(nèi)按配方量加入鉛粉、短纖維、榆木顆粒、乙炔黑、腐植酸、硫酸鋇和木素磺 酸鈉，干拌6min ;(配方見表1) b) 向步驟a)的合膏機(jī)內(nèi)邊攪拌邊加入配方量的二氧化硅乳液、聚四氟乙烯乳液和去 離子水，然后繼續(xù)攪拌4min ;二氧化硅乳液、聚四氟乙烯乳液和去離子水在lmin內(nèi)加入完 畢；聚四氟乙烯乳液的質(zhì)量百分比濃度為15%，二氧化硅乳液的質(zhì)量百分比濃度為10% ; c) 向步驟b)的合膏機(jī)內(nèi)邊攪拌邊加入配方量的密度為1.4g/cm3的硫酸，溫度控制在 50°C，加酸時間12min，然后繼續(xù)攪拌7min ; d) 待鉛膏溫度低于45°C即可出膏進(jìn)行涂板。
[0020] 實(shí)施例2 一種耐深循環(huán)鉛酸蓄電池負(fù)極鉛膏的制備工藝，所述制備工藝包括以下步驟： a) 在合膏機(jī)內(nèi)按配方量加入鉛粉、短纖維、榆木顆粒、乙炔黑、腐植酸、硫酸鋇和木素磺 酸鈉，干拌7min ;(配方見表1) b) 向步驟a)的合膏機(jī)內(nèi)邊攪拌邊加入配方量的二氧化硅乳液、聚四氟乙烯乳液和去 離子水，然后繼續(xù)攪拌5min ;二氧化硅乳液、聚四氟乙烯乳液和去離子水在2min內(nèi)加入完 畢；聚四氟乙烯乳液的質(zhì)量百分比濃度為55%，二氧化硅乳液的質(zhì)量百分比濃度為30% ; c) 向步驟b)的合膏機(jī)內(nèi)邊攪拌邊加入配方量的密度為1.4g/cm3的硫酸，溫度控制在 60°C，加酸時間15min，然后繼續(xù)攪拌lOmin ; d) 待鉛膏溫度低于45°C即可出膏進(jìn)行涂板。
[0021] 實(shí)施例3 一種耐深循環(huán)鉛酸蓄電池負(fù)極鉛膏的制備工藝，所述制備工藝包括以下步驟： a) 在合膏機(jī)內(nèi)按配方量加入鉛粉、短纖維、榆木顆粒、乙炔黑、腐植酸、硫酸鋇和木素磺 酸鈉，干拌8min ;(配方見表1) b) 向步驟a)的合膏機(jī)內(nèi)邊攪拌邊加入配方量的二氧化硅乳液、聚四氟乙烯乳液和去 離子水，然后繼續(xù)攪拌8min ;二氧化硅乳液、聚四氟乙烯乳液和去離子水在3min內(nèi)加入完 畢；聚四氟乙烯乳液的質(zhì)量百分比濃度為85%，二氧化硅乳液的質(zhì)量百分比濃度為50% ; c) 向步驟b)的合膏機(jī)內(nèi)邊攪拌邊加入配方量的密度為1.4g/cm3的硫酸，溫度控制在 70°C，加酸時間20min，然后繼續(xù)攪拌13min ; d) 待鉛膏溫度低于45°C即可出膏進(jìn)行涂板。
[0022] 實(shí)施例4,制備工藝的參數(shù)與步驟與實(shí)施例1相同，不同之處見表1。
[0023] 實(shí)施例5,制備工藝的參數(shù)與步驟與實(shí)施例1相同，不同之處見表1。
[0024] 表1、負(fù)極鉛膏配方

【權(quán)利要求】
1. 一種耐深循環(huán)鉛酸蓄電池負(fù)極鉛膏配方，其特征在于，包括以下組份，各組份的重量 百分比為：鉛粉70-90%、硫酸2-15%、水5-8. 5%、短纖維0. 05-2%、乙炔黑0. 2-0. 5%、腐 植酸0. 2-0. 5%、硫酸鋇0. 1-1. 2%、木素磺酸鈉0. 1-0. 4%、榆木顆粒0. 05-0. 3%、二氧化 硅乳液〇. 1-1. 5%與聚四氟乙烯乳液0. 1-5%，榆木顆粒的粒徑為5-20微米。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐深循環(huán)鉛酸蓄電池負(fù)極鉛膏配方，其特征在于，所 述的聚四氟乙烯乳液的質(zhì)量百分比濃度為15%?85%，聚四氟乙烯固體顆粒粒徑為1? 15nm〇
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐深循環(huán)鉛酸蓄電池負(fù)極鉛膏配方，其特征在于，所述 的二氧化硅乳液的質(zhì)量百分比濃度為10%?50%，二氧化硅固體顆粒粒徑為1?10nm。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的一種耐深循環(huán)鉛酸蓄電池負(fù)極鉛膏配方，其特征在 于，所述的硫酸的質(zhì)量百分比濃度為45%。
5. -種如權(quán)利要求1所述的耐深循環(huán)鉛酸蓄電池負(fù)極鉛膏的制備工藝，其特征在于， 所述制備工藝包括以下步驟： a) 在合膏機(jī)內(nèi)按配方量加入鉛粉、短纖維、榆木顆粒、乙炔黑、腐植酸、硫酸鋇和木素磺 酸鈉，干拌6-8min; b) 向步驟a)的合膏機(jī)內(nèi)邊攪拌邊加入配方量的二氧化硅乳液、聚四氟乙烯乳液和去 離子水，然后繼續(xù)攪拌4-8min; c) 向步驟b)的合膏機(jī)內(nèi)邊攪拌邊加入配方量的硫酸，溫度50-70°C，繼續(xù)攪拌 7_13min; d) 待鉛膏溫度低于45°C即可出膏進(jìn)行涂板。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種耐深循環(huán)鉛酸蓄電池負(fù)極鉛膏的制備工藝，其特征在 于，步驟b)中，二氧化硅乳液、聚四氟乙烯乳液和去離子水在l-3min內(nèi)加入完畢。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種耐深循環(huán)鉛酸蓄電池負(fù)極鉛膏的制備工藝，其特征在 于，步驟c)中加硫酸的時間為12-20min。
8. 根據(jù)權(quán)利要求5或7所述的一種耐深循環(huán)鉛酸蓄電池負(fù)極鉛膏的制備工藝，其特征 在于，硫酸的密度為1.4g/cm3。
9. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種耐深循環(huán)鉛酸蓄電池負(fù)極鉛膏的制備工藝，其特征在 于，合骨過程的溫度為60_65°C。
【文檔編號】H01M4/57GK104377358SQ201410546186
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年10月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月15日
【發(fā)明者】祝皎皎, 趙文超, 馬洪濤, 貢全富, 張余霞 申請人:超威電源有限公司