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一種高溫重負(fù)荷啟停電池負(fù)極鉛膏及其制備方法_3

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壽命循環(huán)單元,其中每單元第10次放電結(jié)束與 第85次放電結(jié)束電壓降不高于lOOmv,蓄電池必須經(jīng)受至少10個(gè)單元的循環(huán)壽命。120為測(cè) 試20h率容量C20時(shí)對(duì)應(yīng)的放電電流,循環(huán)次數(shù)如表3所示,測(cè)試結(jié)構(gòu)如圖2所示。
[0081] 表3循環(huán)總次數(shù)
[0083] 4.電池測(cè)試(2)
[0084] 采用上述的實(shí)施例1在部分荷電狀態(tài)下具有深放電循環(huán)壽命負(fù)極鉛膏配方制備出 2V/3Ah AGM閥控式啟停鉛酸蓄電池,其在40°C測(cè)試環(huán)境下,在部分荷電狀態(tài)(50%SOC)下的 高倍率充放電循環(huán)壽命測(cè)試方法為:
[0085] (1)40°C水浴測(cè)試環(huán)境下,蓄電池充滿電后1~化內(nèi)WI = 2*120恒流放電化至50% 荷電狀態(tài),終止條件為1.75V,然后做如下循環(huán):
[0086] (l.a)Wl = 3C 恒流充電 Imin;
[0087] (2.b)靜置 Imin;
[008引(3.c)Wl = 3C 恒流放電 Imin;
[0089] (4.d)靜置 Imin;
[0090] (2)其中循環(huán)過(guò)程中,充電電壓高于2.83V或放電電壓低于1.73V即達(dá)到壽命終止 條件。此處的C為20h率容量C20,I20為測(cè)試20h率容量C20時(shí)對(duì)應(yīng)的放電電流,循環(huán)次數(shù)如表 4所示,測(cè)試結(jié)構(gòu)如圖3所示。
[0091] 表4循環(huán)總次數(shù)
[0093] 綜上所述,根據(jù)本發(fā)明所述的采用上述的一種在部分荷電狀態(tài)下具有深放電循環(huán) 壽命負(fù)極鉛膏配方制備出2V/3Ah AGM閥控式啟停鉛酸蓄電池制造的2V/3Ah AGM閥控式啟 停鉛酸蓄電池,按照上述檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢測(cè),性能測(cè)試結(jié)果表明:在40°C高溫條件下,50% S0C、17.5%D0D深放電重負(fù)荷壽命可達(dá)到1530次,較現(xiàn)行的1020次提高50% ;在40°C高溫條 件下,50%S0C高倍率充放電循環(huán)壽命化RPSoC),可達(dá)到6950次,較現(xiàn)行的5000次提高39%, 遠(yuǎn)好于普通配方。
[0094] 本發(fā)明高導(dǎo)電性、高比表面積和高吸油值的化rbon A能均勻分布在鉛粉中,使得 材料雨鉛膏機(jī)械強(qiáng)度高,中溫高濕固化后鉛膏與板柵結(jié)合力強(qiáng),在進(jìn)行電化學(xué)充放電時(shí),界 面阻抗低,充電接受能力強(qiáng);Expanders是一種存在兩個(gè)W上的-C此-組成的環(huán)狀芳香控鏈 結(jié)構(gòu),富含甲氧基、釀基等非極性憎水性基且平均數(shù)均分子量分布為1500g/mol~2500g/ mol的部分去橫化的耐高溫有機(jī)添加劑,對(duì)于高溫條件下維持負(fù)極高比表面積、高孔隙率等 物理化學(xué)結(jié)構(gòu)參數(shù)的穩(wěn)定性具有決定性意義,能顯著提升負(fù)極在高溫條件下的電化學(xué)穩(wěn)定 性;Expanderl是一種富含酪徑基(Ar-OH)、簇基(-C00H)、橫酸基(-S0抽)等極性親水性基且 平均數(shù)均分子量分布為500g/mol~800g/mol氧化木質(zhì)素橫酸鋼,能顯著提升負(fù)極在高溫條 件下的充放電性能。ExpanderUExpanderS二者的配合既能兼顧負(fù)極的循環(huán)壽命,又能維持 負(fù)極的充放電能力,能有效提升負(fù)極在高溫條件下的深放電循環(huán)壽命;所述高性能有機(jī)添 加劑E邱anderUE邱ander2和高導(dǎo)電性、高比表面積和高吸油值的化rbon A對(duì)于負(fù)極配方 改進(jìn),具有可操作性強(qiáng),無(wú)需增加額外的設(shè)備與經(jīng)濟(jì)成本的優(yōu)點(diǎn)。采用該負(fù)極配方的啟停鉛 酸蓄電池具有極強(qiáng)的充電接受能力(可提高30%~50%)和在高溫條件下部分荷電狀態(tài)下 的深放電循環(huán)壽命(提高50% W上),能極大地降低了負(fù)極在放電過(guò)程中硫酸鉛的累積速 率,顯著性延緩電池負(fù)極的硫酸鹽化,提高充電接受能力和高溫重負(fù)荷壽命。
[00%] W上對(duì)本發(fā)明實(shí)施例所提供的進(jìn)行了詳細(xì)介紹一種高溫重負(fù)荷啟停電池負(fù)極鉛 膏及其制備方法,本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述,W上實(shí) 施例的說(shuō)明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核屯、思想;同時(shí),對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù) 人員,依據(jù)本發(fā)明的思想,在【具體實(shí)施方式】及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處,綜上所述,本說(shuō) 明書(shū)內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種高溫重負(fù)荷啟停電池負(fù)極鉛膏,其特征在于:所述的高溫重負(fù)荷啟停電池負(fù)極 鉛膏由W下組分組成:密度P = 1.38g/mL稀硫酸、去離子水、高性能有機(jī)添加劑E邱ander 1、 高性能有機(jī)添加劑Expanders、導(dǎo)電聚醋短纖維、硫酸領(lǐng)、碳材料添加劑化rbon A和鉛粉。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高溫重負(fù)荷啟停電池負(fù)極鉛膏,其特征在于:所述的高溫 重負(fù)荷啟停電池負(fù)極鉛膏由W下組分按重量百分比組成:稀硫酸6%~9%、去離子水10% ~15%、高性能有機(jī)添加劑E邱anderlO. 1%~0.2%、高性能有機(jī)添加劑E邱ander2 0.1% ~0.4%、導(dǎo)電聚醋短纖維0.1 %~0.2%、硫酸領(lǐng)0.5 %~1.0 %、碳材料添加劑Carbon A 0.2%~0.6%,其余為鉛粉。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種高溫重負(fù)荷啟停電池負(fù)極鉛膏,其特征在于:所述的 稀硫酸中含有1.1 %~1.2 %無(wú)水硫酸鋼。4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種高溫重負(fù)荷啟停電池負(fù)極鉛膏的制備方法,其特征在 于:所述的高溫重負(fù)荷啟停電池負(fù)極鉛膏的制備方法包括W下步驟: a、 將導(dǎo)電聚醋短纖維、硫酸領(lǐng)、碳材料添加劑化rbon A按照比例進(jìn)行機(jī)械預(yù)混,預(yù)混均 勻后整體分散于鉛粉中進(jìn)行干攬拌混合均勻待用; b、 將E邱ander 1和E邱ander2在去離子水中充分?jǐn)埌枧渲瞥蓱腋∫海賹腋∫夯旌嫌?步驟a得到的混合物中進(jìn)行濕攬拌均勻得到鉛膏待用; C、將含有無(wú)水硫酸鋼且密度為1.38g/mL的稀硫酸水溶液加入步驟b所得的鉛膏中,繼 續(xù)攬拌不低于15min; d、 最后用配方量剩余的去離子水調(diào)鉛膏,得到所需的電池負(fù)極鉛膏; e、 完成合膏操作后,進(jìn)行極板涂填后進(jìn)入固化干燥程序,固化干燥程序采用中溫中濕 固化工藝,其中固化時(shí)間保持在3加~48h,干溫度40°C~50°C,濕溫度40°C~50°C,相對(duì)濕 度95%~100%,干燥時(shí)間保持在24~36h,溫度50°C~60°C。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種高溫重負(fù)荷啟停電池負(fù)極鉛膏的制備方法,其特征在于: 所述的步驟a、b、C、d、e溫度均在40°C~60°C。6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種高溫重負(fù)荷啟停電池負(fù)極鉛膏的制備方法,其特征在于: 所述的碳材料添加劑化rbon A比表面積大于150mVg小于240m2/g,且碳材料添加劑化rbon A粒徑分布在2~如m,雜質(zhì)鐵、儘、銅、氯含量低于5ppm。7. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種高溫重負(fù)荷啟停電池負(fù)極鉛膏的制備方法,其特征在于: 所述鉛粉的氧化度為65%~80%,雜質(zhì)鐵、儘、銅、氯含量低于5ppm。8. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種高溫重負(fù)荷啟停電池負(fù)極鉛膏的制備方法,其特征在于: 所述稀硫酸質(zhì)量相對(duì)于鉛粉質(zhì)量百分比為8.5%~10%。9. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種高溫重負(fù)荷啟停電池負(fù)極鉛膏的制備方法,其特征在于: 所述E邱ander2是一種存在兩個(gè)W上的-CH2-組成的環(huán)狀芳香控鏈結(jié)構(gòu),Expanderl是一種 富含酪徑基、簇基、橫酸基極性親水性基且平均分子量分布為500g/mol~800g/mol氧化木 質(zhì)素橫酸鋼。10. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種高溫重負(fù)荷啟停電池負(fù)極鉛膏的制備方法,其特征在 于:所述的Expande;rl、Expander2其主、支鏈結(jié)構(gòu)包含如下官能團(tuán)及其結(jié)構(gòu)分別為:
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種高溫重負(fù)荷啟停電池負(fù)極鉛膏及其制備方法,屬于電化學(xué)技術(shù)領(lǐng)域;所述的高溫重負(fù)荷啟停電池負(fù)極鉛膏由以下組分組成:密度ρ=1.38 g/mL稀硫酸、去離子水、高性能有機(jī)添加劑Expander1、高性能有機(jī)添加劑Expander2、導(dǎo)電聚酯短纖維、硫酸鋇、碳材料添加劑Carbon A和鉛粉;本發(fā)明提供一種在部分荷電狀態(tài)下,具有長(zhǎng)壽命、深放電循環(huán)性能的高溫重負(fù)荷啟停電池負(fù)極鉛膏配方及其制備方法,用該配方生產(chǎn)的負(fù)極在高溫條件下,能顯著改善負(fù)極在部分荷電狀態(tài)下的硫酸鹽化,降低電池在高溫深循環(huán)充放電過(guò)程中的電化學(xué)極化現(xiàn)象,提高負(fù)極的導(dǎo)電性能和電化學(xué)以及熱力學(xué)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性,進(jìn)而提高負(fù)極在部分荷電狀態(tài)下的高溫深放電循環(huán)壽命。
【IPC分類】H01M4/57, H01M10/06, H01M4/62
【公開(kāi)號(hào)】CN105702953
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610267834
【發(fā)明人】張興, 張祖波, 夏詩(shī)忠, 劉長(zhǎng)來(lái)
【申請(qǐng)人】駱駝集團(tuán)蓄電池研究院有限公司
【公開(kāi)日】2016年6月22日
【申請(qǐng)日】2016年4月27日
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