專利名稱：汽車起動用閥控密封鉛酸蓄電池負極鉛膏及制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種蓄電池材料及制備方法，特別是汽車起動用閥控密封鉛酸蓄電池負極鉛膏，屬蓄電池技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著汽車工業(yè)的飛速發(fā)展，對鉛酸蓄電池的性能要求越來越高。閥控密封式電池做為鉛酸蓄電池的高端產(chǎn)品，隨著近20年的使用和研究的深入，其實際使用性能、穩(wěn)定性、壽命等特性都有了長足的發(fā)展，應用領(lǐng)域更加廣泛。目前國外用閥控電池做備用動力源的汽車已批量生產(chǎn)，如日本豐田、本田使用閥控密封電池(起動、照明、點火、儲能、輔助動力用)的42V系統(tǒng)汽車也已面世。閥控密封鉛酸蓄電池同一般富液式鉛酸蓄電池的共同點是雙硫酸鹽化理論的基本工作原理相同。區(qū)別是1.閥控電池要在較低的充電電壓下工作；2.為減少析氣失水，基于氧循環(huán)原理，閥控密封電池采用貧液式設(shè)計(電解液吸附在AGM隔板或膠體中)；3.由于電解液量少，電池必須使用較高的電解液密度(≥1.300g/cm3。
目前一般鉛酸蓄電池生產(chǎn)時，負極鉛膏配方是鉛粉、硫酸鋇、碳黑、木素磺酸鈉、纖維、稀硫酸和水。其中木素磺酸鈉(以下簡稱木鈉)是一種有機膨脹劑，起到防止負極活性物質(zhì)收縮和鈍化的作用，可提高電池低溫起動性能。通常應根據(jù)電池的用途不同選用合適的負極有機膨脹劑。表1列出了三種不同蓄電池負極鉛膏典型的膨脹劑配方循環(huán)動力用要求電池長壽命和中低倍率放電能力，要有更多的硫酸鋇和少量的木鈉；浮充電備用要求電池有很低的水損耗、耐腐板柵及一致的浮充電壓，幾乎不需要木鈉；而汽車起動用則更強調(diào)電池的低溫高倍率放電能力、良好的充電接受性能及水份保持能力，要使用高含量的木鈉和適量的硫酸鋇。
表1不同蓄電池應用中的典型的膨脹劑配方

由于木鈉的組織結(jié)構(gòu)對于氫氣過電位有強烈影響，可以降低電池的充電接受性能，應用于閥控鉛酸蓄電池會出現(xiàn)充電不足的問題。作為汽車起動用閥控密封鉛酸蓄電池，有其自身的特點和要求，電池的設(shè)計、配方的選擇不同于上述現(xiàn)有蓄電池的任何方案，而負極鉛膏及其制備是汽車起動用閥控密封鉛酸蓄電池的一個重要組成部分，必須進行相關(guān)的研究、試驗才能夠確定。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種汽車起動用閥控密封鉛酸蓄電池負極鉛膏及制備方法，從而使得電池在較低的充電電壓下工作仍然有良好的充電接受性能、低溫性能和循環(huán)壽命。
本發(fā)明所稱問題是由以下技術(shù)方案解決的一種汽車起動用閥控密封鉛酸蓄電池負極鉛膏，其特別之處是所述鉛膏的固體原料由下述重量單位的物質(zhì)組成鉛粉100、纖維0.05～0.06、乙炔黑0.2～0.4、超細硫酸鋇0.5～0.8、腐植酸0.5～0.8、木素磺酸鈉0.1～0.2，超細硫酸鋇的粒徑小于30微米。
上述汽車起動用閥控密封鉛酸蓄電池負極鉛膏，所述鉛粉中PbO含量為75-85％。
上述汽車起動用閥控密封鉛酸蓄電池負極鉛膏的制備方法，它按如下工序進行a.配料按上述鉛膏固體原料配比稱取各原料；b.干混將上述鉛膏固體原料放入和膏機內(nèi)干混；c.濕混加入原料重量10～12％的純凈水攪拌均勻；d.淋酸邊攪拌邊以噴淋狀加入原料重量8～10％、液密度為1.40g/cm3的硫酸溶液，和膏溫度小于65℃，出膏溫度低于45℃。
本發(fā)明鉛膏是針對汽車起動用閥控密封鉛酸蓄電池在較低的充電電壓下運行，仍然要求有優(yōu)良的充電接受性能、低溫起動性能和長壽命而設(shè)計的。它綜合了木鈉低溫起動能力強而腐植酸充電接受能力強的特點，并通過試驗確定了二者的最佳配比，形成一種新型負極混合有機膨脹劑，保證了充電接受和低溫起動的綜合能力，同時還解決了木鈉配方低溫起動性能衰減的問題。試驗數(shù)據(jù)表明，按照當今國際先進的VW75073汽車起動用蓄電池標準進行性能檢測，采用本發(fā)明負極鉛膏制造的蓄電池，主要技術(shù)性能指標完全可以達到并超過標準要求，能夠滿足汽車用戶的要求。
具體實施例方式
本發(fā)明負極鉛膏專為用于汽車起動閥控電池而設(shè)計，它采用的負極有機混合膨脹劑，其適宜的比例是腐植酸0.5～0.8％、木鈉0.1～0.2％，配以乙炔黑0.2～0.3％、超細硫酸鋇0.5～0.8％，核心技術(shù)是同時添加木鈉和腐植酸以及嚴格控制二者之間的添加比例。經(jīng)試驗表明，木鈉含量太高則低溫衰減嚴重、不易充足電，含量太低起動能力就變差；腐植酸含量太低電池低溫穩(wěn)定性能差，含量太高則生產(chǎn)成本增加，不適合批量生產(chǎn)。二者適量的混合使用可以兼顧低溫放電性能和充電接能力，并且使電池獲得更長的壽命。
表2是采用該負極鉛膏制作的汽車起動用閥控密封鉛酸蓄電池經(jīng)試驗達到的技術(shù)指標(以60Ah電池為例)
表2

由表2數(shù)據(jù)可以看出，采用本發(fā)明制作的汽車起動用閥控密封鉛酸蓄電池與一般富液免維護鉛酸蓄電池有相當?shù)牡蜏仄饎幽芰土己玫某潆娦阅埽⑶耀@得了更長的壽命。但直接采用一般富液免維護鉛酸蓄電池鉛膏工藝制作的閥控電池，由于在低電壓下很難充足電，導致電池的壽命提前終止。
以下提供幾個具體實例實施例1將100kgPbO含量為75％～85％的鉛粉加入和膏機中，同時加入0.05kg的纖維、0.2kg乙炔黑、0.5kg的超細硫酸鋇、0.1kg的木素磺酸鈉、0.6kg的腐植酸，將上述物料攪拌均勻，然后加入10kg的凈化水，濕態(tài)混合均勻后，快速淋入密度為1.400g/cm3(25℃)的硫酸溶液10kg，和膏過程中控制和膏溫度小于65℃，反應均勻并且溫度降到45℃以下，可以出膏使用。所謂超細硫酸鋇是指粒徑小于30微米的粉料。
實施例2將100kgPbO含量為75％～85％的鉛粉加入和膏機中，同時加入0.05kg的纖維、0.25kg乙炔黑、0.7kg的超細硫酸鋇、0.2kg的木素磺酸鈉、0.55kg的腐植酸，將上述物料攪拌均勻，然后加入11kg的凈化水，濕態(tài)混合均勻后，快速淋入密度為1.400g/cm3(25℃)的硫酸溶液9kg，和膏過程中控制和膏溫度小于65℃，反應均勻并且溫度降到45℃以下，可以出膏使用。
實施例3將100kgPbO含量為75％～85％的鉛粉加入和膏機中，同時加入0.06kg的纖維、0.4kg乙炔黑、0.8kg的超細硫酸鋇、0.14kg的木素磺酸鈉、0.8kg的腐植酸，將上述物料攪拌勻，然后加入12kg的凈均化水，濕態(tài)混合均勻后，快速淋入密度為1.400g/cm3(25℃)的硫酸溶液8kg，和膏過程中控制和膏溫度小于65℃，反應均勻并且溫度降到45℃以下，可以出膏使用。
實施例4將100kg PbO含量為75％～85％的鉛粉加入和膏機中，同時加入0.058kg的纖維、0.3kg乙炔黑、0.6kg的超細硫酸鋇、0.2kg的木素磺酸鈉、0.50kg的腐植酸，將上述物料攪拌均勻，然后加入11kg凈化水，濕態(tài)混合均勻后，快速淋入密度為1.400g/cm3(25℃)蝴硫酸溶液9.5kg，和膏過程中控制和膏溫度小于65℃，反應均勻并且溫度降到45℃以下，可以出膏使用。
將按上述方法制備的負極鉛膏涂在板柵上，經(jīng)40℃、98％RH固化24h，再經(jīng)70℃、20％RH干燥24h制造出負生板，正生板可采用汽車起動用閥控密封電池正極鉛膏及極板制做工藝制造。
經(jīng)極板化成、干燥、分板后，極板包覆AGM隔板，裝入專用殼體，封閉成為汽車起動用閥控密封電池。
權(quán)利要求
1.一種汽車起動用閥控密封鉛酸蓄電池負極鉛膏，其特征在于所述鉛膏的固體原料由下述重量單位的物質(zhì)組成鉛粉100、纖維0.05～0.06、乙炔黑0.2～0.4、超細硫酸鋇0.5～0.8、腐植酸0.5～0.8、木素磺酸鈉0.1～0.2，超細硫酸鋇的粒徑小于30微米。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車起動用閥控密封鉛酸蓄電池負極鉛膏，其特征在于所述鉛粉中PbO含量為75～85％。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的汽車起動用閥控密封鉛酸蓄電池負極鉛膏的制備方法，其特征在于它按如下工序進行a.配料按上述鉛膏固體原料配比稱取各原料；b.干混將上述鉛膏固體原料放入和膏機內(nèi)干混；c.濕混加入原料重量10～12％的純凈水攪拌均勻；d.淋酸邊攪拌邊以噴淋狀加入原料重量8～10％、液密度為1.40g/cm3的硫酸，和膏溫度小于65℃，出膏溫度低于45℃。
全文摘要
一種汽車起動用閥控密封鉛酸蓄電池負極鋁膏及制備方法，屬蓄電池技術(shù)領(lǐng)域，用于解決電池低溫起動性能和長壽命的問題。改進在于所述鉛膏固體原料由下述重量單位的物質(zhì)組成鉛粉100、纖維0.05～0.06、乙炔黑0.2～0.4、超細硫酸鋇0.5～0.8、腐殖酸0.5～0.8、木素磺酸鈉0.1～0.2。本發(fā)明鉛膏綜合木鈉低溫起動能力強而腐殖酸充電接受能力強的特點，并通過試驗確定了二者最佳配比，形成一種新型負極混合有機膨脹劑，可保證充電接受和低溫起動的綜合能力，同時還解決了木鈉配方低溫起動性能衰減的問題。試驗數(shù)據(jù)表明，采用本發(fā)明正極鉛膏制造的蓄電池，主要技術(shù)性能指標完全可以達到并超過標準要求。
文檔編號H01M4/04GK1747205SQ20051001291
公開日2006年3月15日 申請日期2005年10月14日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月14日
發(fā)明者李建華, 曹貴發(fā), 王麗齋 申請人:風帆股份有限公司