專利名稱：戰(zhàn)斗機、轟炸機地面起動用高能量全密閉鉛酸蓄電池的制作方法
技術領域：
隨著我國軍隊的現代化建設的不斷發(fā)展，空軍已成為現代化軍隊不可缺少的兵種，在保衛(wèi)祖國領空、保衛(wèi)祖國安全方面起著越來越重要的作用。然而無論是戰(zhàn)斗機還是轟炸機的地面起動一直沿用普通型的鉛酸蓄電池。近年來，戰(zhàn)斗機、轟炸機的性能不斷提高，為此，要求為之配套的起動型鉛酸蓄電池的性能也應不斷提高，才能滿足現代化戰(zhàn)斗機、轟炸機的要求。該項目屬于國防現代化建設領域。
背景技術：
戰(zhàn)斗機、轟炸機起動用鉛酸蓄電池是空軍部隊不可缺少的裝備，但電池沒有被歸納為軍隊的置式裝備領域。原有的帶有部隊編號的電池生產廠也多改為地方編制，因此在戰(zhàn)斗機、轟炸機起動電池研究生產方面相對落后，不能滿足現代化空軍戰(zhàn)斗機、轟炸機對電池的特殊的高標準要求，為此研制、生產戰(zhàn)斗機、轟炸機地面起動用高能量全密閉鉛酸蓄電池，以滿足新型戰(zhàn)斗機、轟炸機的需要，有著重要的實戰(zhàn)意義。
現在空軍部隊戰(zhàn)斗機、轟炸機的起動電池采用的是2V500Ah普通鉛酸蓄電池，28只電池串聯使用，戰(zhàn)斗機、轟炸機起動電壓為56V，起動電流為2500A?，F在使用的普通鉛酸蓄電池存在著以下主要缺點1)重量大，每只電池重達42kg，重量比能量低，一般為20～25Wh/kg；2)體積大；3)充電時產生酸霧，不僅污染環(huán)境，而且危害戰(zhàn)士的身體健康；4)電池漏液，在電池的運輸過程中，溢出硫酸電解液，污染環(huán)境、腐蝕部件、危害戰(zhàn)士的身體健康；5)電池容量低，一般僅能夠達到電池標稱容量的106％～108％；6)大電流放電性能不佳，常溫狀態(tài)下，2500A放電時間僅為150秒左右；7)低溫起動性能不佳，在-40℃條件下，2500A放電時間僅為30秒左右。由于上述原因，研制、生產空軍戰(zhàn)斗機、轟炸機起動用高能量全密閉鉛酸蓄電池是非常必要的。

發(fā)明內容
本發(fā)明提出一種戰(zhàn)斗機、轟炸機起動用高能量全密閉鉛酸蓄電池。完全克服了現在所用普通鉛酸蓄電池的缺點。電池的各項指標優(yōu)異。本發(fā)明目的是這樣實現的1)電池實現全密閉，密閉反應效率達到99.97％。為此電池的負極板柵采用析氫過電位高的新型鉛鈣板柵合金材料，負極板柵合金的組分為Pb+0.04～0.06％Ca+0.3～0.6％Sn+0.01～0.03％Al+0.01～0.05％Cu+0.01～0.02％Se+0.1～0.15％Bi+0.01～0.03％Ce。該材料降低了鈣含量，從常規(guī)的0.09～0.12％降至0.04～0.06％。2)負極活性物質組合物，其組分為Pb粉+H2SO4電解液+0.05～0.3％硫酸鋇(超細化)+0.05～0.3％腐植酸+0.05～0.3％α·β萘酸+0.02～0.08％擴散劑N+0.01～0.05％歐特拉文W；以保證電池在超低溫條件下的放電。電池的正極板柵合金材料采用超低銻鉛基合金材料，其具體組分為Pb+0.4～0.8％Sb+0.04～0.06％Bi+0.1～0.12％As+0.02～0.08％Na+0.01～0.02％S+0.02～0.05％Ce+0.02～0.03％Ag+0.05～0.3％Sn。該合金材料不僅具有相當高的機械性能，最重要的是該合金材料具有很好的耐腐蝕性能，其腐蝕電流僅為4.9×10-9mmg/d·mm2；尤其是該材料控制了極板表面的腐蝕產物，為導電性好的PbO2從而克服了“電池早期容量下降”這一國際電池界的難題。為保證電池的大容量，正極活性物質組合物為Pb粉+H2SO4電解液+0.01～0.8％ZrO2+0.08～0.1％異性石墨+0.01～0.5％PTFE+0.01～0.2％Na2SO4；采用國際通用的合膏機，將正、負極活性物質制成鉛膏，采用通用的鑄板設備鑄成正、負極板柵，將正、負極涂于正、負極板柵上，制成電池用正、負極極板，經過96h固化，采用電池界通用的三節(jié)段化成后，組裝電池。電解液的組分為64％的H2SO4溶液+體積百分比為1％的磷酸+重量百分比0.01～0.015％Na2SO4+重量百分比0.01～0.012％CdSO4。電池的隔板采用含硼的玻璃纖維隔膜，外殼采用ABS工程塑料。
按照上述材料生產的2V500Ah戰(zhàn)斗機、轟炸機用地面起動高能量全密閉鉛酸蓄電池，經檢測電池的綜合指標達到國際領先水平。
具體實施例方式實施例生產2V500Ah戰(zhàn)斗機、轟炸機用地面起動用高能量全密閉鉛酸蓄電池1)用鉛合金鑄板爐將2000kg含量為99.996％的純鉛熔化，溫度升至520℃，加入10kg分析純Sb、加入1.2kg分析純Bi、加入2kg分析純As、加入1.4kg分析純Na、加入300g分析純S、加入400g分析純Ce、加入400g分析純Ag和2kg分析純Sn，攪拌均勻后，鑄成2V500Ah的正極板柵。
2)在合膏機中加入2000kg鉛粉，鉛粉氧化度為78％，加入比重為1.22g/cm3的硫酸溶液150L，加入1.2kg的1200目的ZrO2粉末、加入2kg1200目的異性石墨、加入1kgPTFE、加入3kgNa2SO4，在合膏機中攪拌35分鐘，用純水將鉛膏視比重調至為4.3g/cm3。
3)將正極鉛膏涂于正極板柵上，制成正極極板。
4)用鉛合金鑄板爐將2000kg含量為99.996％的純鉛熔化，溫度升至520℃，加入1200g分析純Ca、加入8kg分析純Sn、加入400g分析純Al、加入400g分析純Cu、加入300g分析純Se，加入2kg分析純Bi，加入400g分析純Ce，攪拌均勻后，鑄成2V500Ah的負極板柵。
5)在合膏機中加入2000kg鉛粉，鉛粉氧化度為80％，加入比重為1.22g/cm3的硫酸溶液68L，加入4kg硫酸鋇、加入5kg腐植酸、加入4.8kgα·β萘酸、加入400g擴散劑N、加入400g歐特拉文W，在合膏機中攪拌35分鐘，用純水將鉛膏視比重調至為4.2g/cm3。
6)將負極鉛膏涂于負極板柵上，制成負極極板。
7)將正負極板放入固化室進行96h固化。
8)將固化后的正負極板進行30h的化成處理，化成后將正負極板修整，組裝成2V500Ah電池。
9)組裝后的電池加入比重為1.29g/cm3的電解液，電解液中加入體積百分比1％的磷酸、加入重量百分比0.01％的Na2SO4、加入重量百分比0.01％的CdSO4。
10)將注液后的電池進行檢測，其主要測試結果如下檢測試驗單位由中國信息產業(yè)部電池檢測中心檢測時間2002年10月22日

權利要求
1.一種戰(zhàn)斗機、轟炸機應用的地面起動用高能量全密閉鉛酸蓄電池，其特性在于該電池的正極板柵合金材料、負極板柵合金材料、正極板活性物質組合物、負極板活性物質組合物、電解液的組成；正極板柵合金材料的組成為Pb+Ax+By+Cg+Du+Eq+Fw+Gt+Ha其中A＝Sb x＝0.4～0.8％；B＝Bi y＝0.04～0.06％；C＝As g＝0.1～0.12％；D＝Na u＝0.02～0.08％；E＝S q＝0.01～0.02％；F＝Ce w＝0.02～0.05％；G＝Ag t＝0.02～0.03％；H＝Sn a＝0.05～0.3％；負極板柵合金材料的組成為Pb+Ax+By+Cg+Du+Eq+Fw+Gt其中A＝Ca x＝0.04～0.06％；B＝Sn y＝0.3～0.6％；C＝Al g＝0.01～0.03％；D＝Cu u＝0.01～0.05％；E＝Se q＝0.01～0.02％；F＝Bi w＝0.1～0.15％；G＝Ce t＝0.01～0.03％；正極活性物質組合物的組分為Pb粉+1.22g/cm3的H2SO4溶液+Ax+By+Cg+Du其中A＝ZrO2x＝0.01～0.8％；B＝異性石墨y＝0.08～0.1％；C＝PTFEg＝0.01～0.5％；D＝Na2SO4u＝0.01～0.2％；負極活性物質組合物的組分為Pb粉+1.22g/cm3的H2SO4溶液+Ax+By+Cg+Du+Eq其中A＝硫酸鋇 x＝0.05～0.3％；B＝腐植酸 y＝0.05～0.3％；C＝a·β萘酸 g＝0.05～0.3％；D＝擴散劑N u＝0.02～0.08％；E＝歐特拉文W q＝0.01～0.05％；電解液的組分為64％H2SO4溶液+體積配比為1％磷酸+Ax+By其中A＝Na2SO4x＝0.01～0.015％；B＝CdSO4y＝0.01～0.012％；按照上述合金材料配方制成的正、負極板柵合金材料通過鑄板爐熔化后，生產出正、負極板柵，再將正、負極活性物質，按照通用的合膏機、涂板機完成生極板的制造，通過固化、化成、裝配成戰(zhàn)斗機、轟炸機地面起動用高能量全密閉鉛酸蓄電池。
2.按照權利要求1所述的一種戰(zhàn)斗機、轟炸機地面起動用高能量全密閉鉛酸蓄電池，其特性在于正極板柵合金材料的組成為Pb+Ax+By+Cg+Du+Eq+Fw+Gt+Ha其中A＝Sb x＝0.4～0.5％；B＝Bi y＝0.04～0.05％；C＝As g＝0.1～0.11％；D＝Na u＝0.02～0.04％；E＝S q＝0.01～0.015％；F＝Ce w＝0.02～0.03％；G＝Ag t＝0.02～0.025％；H＝Sn a＝0.05～0.1％；負極板柵合金材料的組成為Pb+Ax+By+Cg+Du+Eq+Fw+Gt其中A＝Ca x＝0.04～0.05％；B＝Sn y＝0.3～0.4％；C＝Al g＝0.01～0.02％；D＝Cu u＝0.01～0.02％；E＝Se q＝0.01～0.015％；F＝Bi w＝0.1～0.11％；G＝Ce t＝0.01～0.02％；正極活性物質組合物的組分為；Pb粉+1.22g/cm3的H2SO4溶液+Ax+By+Cg+Du其中A＝ZrO2x＝0.01～0.04％；B＝異性石墨y＝0.08～0.09％；C＝PTFEg＝0.01～0.02％；D＝Na2SO4u＝0.01～0.1％；負極活性物質組合物的組分為Pb粉+1.22g/cm3的H2SO4溶液+Ax+By+Cg+Du+Eq其中A＝硫酸鋇 x＝0.2～0.25％；B＝腐植酸 y＝0.2～0.25％；C＝a·β萘酸 g＝0.2～0.25％；D＝擴散劑N u＝0.02～0.08％；E＝歐特拉文Wq＝0.01～0.02％；電解液的組分為64％H2SO4溶液+體積配比為1％磷酸+Ax+By其中A＝Na2SO4x＝0.01～0.011％；B＝CdSO4y＝0.01～0.011％；按照上述合金材料配方制成的正、負極板柵合金材料通過鑄板爐熔化后，生產出正、負極板柵，再將正、負極活性物質，按照通用的合膏機、涂板機完成生極板的制造，通過固化、化成、裝配成戰(zhàn)斗機、轟炸機地面起動用高能量全密閉鉛酸蓄電池。
3.按照權利要求1所述的一種戰(zhàn)斗機、轟炸機地面起動用高能量全密閉鉛酸蓄電池，其特性在于正極板柵合金材料的組成為Pb+Ax+By+Cg+Du+Eq+Fw+Gt+Ha其中A＝Sb x＝0.5～0.8％；B＝Bi y＝0.05～0.06％；C＝As g＝0.1～0.11％；D＝Na u＝0.04～0.08％；E＝S q＝0.015～0.02％；F＝Ce w＝0.03～0.05％；G＝Ag t＝0.025～0.03％；H＝Sn a＝0.05～0.2％；負極板柵合金材料的組成為Pb+Ax+By+Cg+Du+Eq+Fw+Gt其中A＝Ca x＝0.05～0.06％；B＝Sn y＝0.4～0.6％；C＝Al g＝0.02～0.03％；D＝Cu u＝0.01～0.03％；E＝Se q＝0.015～0.02％；F＝Bi w＝0.11～0.15％；G＝Ce t＝0.02～0.03％；正極活性物質組合物的組分為Pb粉+1.22g/cm3的H2SO4溶液+Ax+By+Cg+Du其中A＝ZrO2x＝0.04～0.08％；B＝異性石墨y＝0.09～0.1％；C＝PTFEg＝0.01～0.03％；D＝Na2SO4u＝0.011～0.2％；負極活性物質組合物的組分為Pb粉+1.22g/cm3的H2SO4溶液+Ax+By+Cg+Du+Eq其中A＝硫酸鋇 x＝0.25～0.3％；B＝腐植酸 y＝0.25～0.3％；C＝a·β萘酸 g＝0.25～0.3％；D＝擴散劑N u＝0.02～0.08％；E＝歐特拉文W q＝0.02～0.05％；電解液的組分為64％H2SO4溶液+體積配比為1％磷酸+Ax+By其中A＝Na2SO4x＝0.011～0.015％；B＝CdSO4y＝0.011～0.012％；按照上述合金材料配方制成的正、負極板柵合金材料通過鑄板爐熔化后，生產出正、負極板柵，再將正、負極活性物質，按照通用的合膏機、涂板機完成生極板的制造，通過固化、化成、裝配成戰(zhàn)斗機、轟炸機地面起動用高能量全密閉鉛酸蓄電池。
4.按照權利要求1所述的一種戰(zhàn)斗機、轟炸機地面起動用高能量全密閉鉛酸蓄電池，其特性在于正極板柵合金材料的組成為Pb+Ax+By+Cg+Du+Eq+Fw+Gt+Ha其中A＝Sb x＝0.4～0.45％；B＝Bi y＝0.04～0.045％；C＝As g＝0.1～0.11％；D＝Na u＝0.04～0.06％；E＝S q＝0.01～0.012％；F＝Ce w＝0.03～0.04％；G＝Ag t＝0.02～0.0275％；H＝Sn a＝0.05～0.15％；負極板柵合金材料的組成為Pb+Ax+By+Cg+Du+Eq+Fw+Gt其中A＝Ca x＝0.04～0.045％；B＝Sn y＝0.3～0.5％；C＝Al g＝0.01～0.015％；D＝Cu u＝0.01～0.04％；E＝Se q＝0.01～0.017％；F＝Bi W＝0.1～0.12％；G＝Ce t＝0.02～0.03％；正極活性物質組合物的組分為Pb粉+1.22g/cm3的H2SO4溶液+Ax+By+Cg+Du其中A＝ZrO2x＝0.04～0.06％；B＝異性石墨y＝0.08～0.085％；C＝PTFEg＝0.01～0.04％；D＝Na2SO4u＝0.01～0.15％；負極活性物質組合物的組分為Pb粉+1.22g/cm3的H2SO4溶液+Ax+By+Cg+Du+Eq其中A＝硫酸鋇 x＝0.2～0.27％；B＝腐植酸 y＝0.2～0.27％；C＝a·β萘酸 g＝0.2～0.27％；D＝擴散劑N u＝0.02～0.04％；E＝歐特拉文W q＝0.02～0.03％；電解液的組分為64％H2SO4溶液+體積配比為1％磷酸+Ax+By其中A＝Na2SO4x＝0.012～0.015％；B＝CdSO4y＝0.01～0.011％；加入電解液的數量為每安時9克；按照上述合金材料配方制成的正、負極板柵合金材料通過鑄板爐熔化后，生產出正、負極板柵，再將正、負極活性物質，按照通用的合膏機、涂板機完成生極板的制造，通過固化、化成、裝配成戰(zhàn)斗機、轟炸機地面起動用高能量全密閉鉛酸蓄電池。
5.按照權利要求1所述的一種戰(zhàn)斗機、轟炸機地面起動用高能量全密閉鉛酸蓄電池，其特性在于正極板柵合金材料的組成為Pb+Ax+By+Cg+Du+Eq+Fw+Gt+Ha其中A＝Sb x＝0.6％；B＝Bi y＝0.05％；C＝As g＝0.11％；D＝Na u＝0.05％；E＝S q＝0.01％；F＝Ce w＝0.04％；G＝Ag t＝0.02％；H＝Sn a＝0.2％；負極板柵合金材料的組成為Pb+Ax+By+Cg+Du+Eq+Fw+Gt其中A＝Ca x＝0.05％；B＝Sn y＝0.5％；C＝Al g＝0.02％；D＝Cu u＝0.02％；E＝Se q＝0.015％；F＝Bi w＝0.1％；G＝Ce t＝0.02％；正極活性物質組合物的組分為Pb粉+1.22g/cm3的H2SO4溶液+Ax+By+Cg+Du其中A＝ZrO2x＝0.06％；B＝異性石墨y＝0.1％；C＝PTFEg＝0.05％；D＝Na2SO4u＝0.01％；負極活性物質組合物的組分為Pb粉+1.22g/cm3的H2SO4溶液+Ax+By+Cg+Du+Eq其中A＝硫酸鋇 x＝0.25％；B＝腐植酸 y＝0.25％；C＝a·β萘酸 g＝0.2％；D＝擴散劑N u＝0.05％；E＝歐特拉文W q＝0.03％；電解液的組分為64％H2SO4溶液+體積配比為1％磷酸+Ax+By其中A＝Na2SO4x＝0.012％；B＝CdSO4y＝0.01％；加電解液的數量為每安時9克；按照上述合金材料配方制成的正、負極板柵合金材料通過鑄板爐熔化后，生產出正、負極板柵，再將正、負極活性物質，按照通用的合膏機、涂板機完成生極板的制造，通過固化、化成、裝配成戰(zhàn)斗機、轟炸機地面起動用高能量全密閉鉛酸蓄電池。
全文摘要
本發(fā)明提出一種戰(zhàn)斗機、轟炸機地面起動用高能量全密閉鉛酸蓄電池。該電池實現了全密閉、免維護，使用溫度范圍為－45℃～+70℃。2V500AH起動型高能量全密閉鉛酸蓄電池在－40℃條件下，2500A放電達到152秒。25℃條件下，2500A放電時間達到463秒。+50℃條件下，2500A放電時間達到579秒。該電池的實際容量為標稱容量的164.16％，重量比能量達到50WH/kg。該電池具有優(yōu)良的一致性，單體電池的誤差為0.01～0.02V，確保電池在串聯使用時的穩(wěn)定性和可靠性。
文檔編號H01M4/36GK1949566SQ20061007617
公開日2007年4月18日 申請日期2006年4月28日 優(yōu)先權日2006年4月28日
發(fā)明者陳有孝 申請人:陳有孝