專利名稱：電動(dòng)助力車用膠體鉛酸蓄電池負(fù)極鉛膏及制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明型涉及一種蓄電池材料及制備方法，特別是電動(dòng)助力車用膠體鉛酸蓄電池 負(fù)極鉛膏及制備方法，屬蓄電池技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
電動(dòng)自行車、電動(dòng)三輪車等電動(dòng)助力車目前是城市一般家庭中最為普遍的交通工 具，隨著電動(dòng)助力車市場的飛速發(fā)展，對(duì)電動(dòng)車電池的2hr容量、循環(huán)壽命、-15度低溫及充 電接受性能要求越來越高。閥控密封鉛酸蓄電池同一般富液式鉛酸蓄電池的雙硫酸鹽化工 作原理基本相同，區(qū)別是1.閥控電池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(jì)(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)。目前一般電動(dòng)車用鉛酸蓄電 池的負(fù)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(jī)膨脹劑，起到防止負(fù)極活性物質(zhì)收縮和鈍化的作用，可提高電 池低溫起動(dòng)性能。通常應(yīng)根據(jù)電池的用途不同選用合適的負(fù)極有機(jī)膨脹劑。浮充電備用蓄 電池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；而電動(dòng)助力 車用蓄電池要求電池的2hr容量、_15°C容量、循環(huán)壽命、良好的充電接受性能及水份保持 能力，要有更多的硫酸鋇和少量的木鈉。由于木鈉的組織結(jié)構(gòu)對(duì)于氫氣過電位有強(qiáng)烈影響， 會(huì)降低電池的充電接受性能，用于閥控鉛酸蓄電池常出現(xiàn)充電不足的問題。作為電動(dòng)助力 車用鉛酸蓄電池，有其自身的特點(diǎn)和要求，電池的設(shè)計(jì)、配方的選擇尤為重要。而負(fù)極鉛膏 及其制備是電動(dòng)助力車用閥控密封鉛酸蓄電池的一個(gè)重要組成部分，須進(jìn)行相關(guān)研究、試 驗(yàn)、創(chuàng)新，以不斷提高電動(dòng)助力車用鉛酸蓄電池的性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服上述已有技術(shù)之缺陷，提供一種電動(dòng)助力車用 膠體鉛酸蓄電池負(fù)極鉛膏及制備方法，從而使所述電池有優(yōu)良的2hr容量、-15°C低溫容 量、循環(huán)壽命、充電接受性能及水份保持能力。本發(fā)明所稱問題是由以下技術(shù)方案解決的一種電動(dòng)助力車用膠體鉛酸蓄電池負(fù)極鉛膏，其特別之處是所述鉛膏原料含有 下述重量單位的物質(zhì)鉛粉100、纖維0. 03 0. 06、乙炔炭黑0. 1 0. 5、硫酸鋇1. 0 1. 3、 木素磺酸鈉0. 1 0.2、腐植酸0. 1 0.3，聚乙二醇0. 1 0.3。上述電動(dòng)助力車用膠體鉛酸蓄電池負(fù)極鉛膏，所述鉛粉中氧化鉛含量為75 85% ；所述硫酸鋇為分析純硫酸鋇，過80目篩。上述電動(dòng)助力車用膠體鉛酸蓄電池負(fù)極鉛膏的制備方法，它按如下工序進(jìn)行a.配料按上述鉛膏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(jī)內(nèi)干混；c.濕混稱取原料重量12 13%的純凈水加入到和膏機(jī)內(nèi)，攪拌均勻；
d.淋酸邊攪拌邊以噴淋狀加入原料重量8 9%、密度為的1.400g/cm3(25°C) 的硫酸溶液，和膏溫度低于65°C以下，出膏溫度低于45°C。本發(fā)明鉛膏針對(duì)電動(dòng)車用膠體鉛酸蓄電池2hr容量、_15°C低溫容量及長壽命要 求而設(shè)計(jì)的。所述鉛膏經(jīng)反復(fù)研究試驗(yàn)，綜合木鈉低溫能力強(qiáng)而腐植酸充電接受能力強(qiáng)的 特點(diǎn)，同時(shí)考慮到膠體電解液使用，在鉛膏原料中加入聚乙二醇，提高負(fù)極板本身的結(jié)合強(qiáng) 度，減少膠體的水化，并通過試驗(yàn)確定各組成原料的最佳配比，形成一種新型負(fù)極混合有機(jī) 膨脹劑，保證了蓄電池的2hr容量、_15°C低溫容量、循環(huán)壽命、充電接受性能及水份保持能 力，同時(shí)還解決了木鈉配方低溫性能衰減的問題。試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，按照GB/T22199電動(dòng)助力 車用密封鉛酸蓄電池標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行性能檢測，以本發(fā)明鉛膏制作的蓄電池，主要技術(shù)性能指標(biāo) 完全可以達(dá)到并超過標(biāo)準(zhǔn)要求，能夠滿足電動(dòng)自行車及電動(dòng)摩托車用戶的要求。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明負(fù)極鉛膏為用于電動(dòng)助力車的閥控密封膠體鉛酸蓄電池而設(shè)計(jì)，負(fù)極鉛膏 添加劑主要由硫酸鋇、乙炔碳黑、木素磺酸鈉(木鈉)、腐植酸及聚乙二醇組成，核心技術(shù)是 同時(shí)添加木素磺酸鈉、腐植酸，嚴(yán)格控制二者之間的添加比例及加入聚乙二醇。經(jīng)試驗(yàn)表 明，木素磺酸鈉含量太高則低溫衰減嚴(yán)重、不易充足電，含量太低低溫性能就變差；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性能和充電接受能力；添加聚乙二醇，可提高負(fù)極板活性物質(zhì)之間的 結(jié)合強(qiáng)度，同時(shí)聚乙二醇由于羥基的存在，能和膠體電解液中的羥基縮合，增強(qiáng)膠體電解液 和負(fù)極板的連接強(qiáng)度，減少膠體的水化，提高膠體穩(wěn)定性，從而達(dá)到提高電池低溫性能、充 電能力和電池循環(huán)壽命的目的，使電池獲得更好的低溫性能、良好的充電接受能力和更長 的壽命。硫酸鋇、乙炔碳黑、木素磺酸鈉、腐植酸這幾種物質(zhì)都能增加負(fù)極活性物質(zhì)的表面 積和孔積率，從而降低反應(yīng)場所的實(shí)際電流強(qiáng)度。這也就相應(yīng)地減少了極化，增加了活性 物質(zhì)的利用率。由于抑制了放電過程中海棉狀金屬鉛的鈍化，復(fù)合添加劑也增加了電池的 容量。添加劑中的硫酸鋇在放電過程中為硫酸鉛的沉淀提供了晶核，從而避免在活性物質(zhì) 表層形成鈍化層。不添加復(fù)合添加劑，負(fù)極活性物質(zhì)的結(jié)構(gòu)是不穩(wěn)定的，漸漸地它就會(huì)收 縮成一種硬而不滲透性的硫酸鉛層。復(fù)合添加劑能穩(wěn)定這種結(jié)構(gòu)并使極板獲得眾所周知 的長壽命。以上幾種負(fù)極添加劑形成一種新型負(fù)極混合有機(jī)膨脹劑，保證了電池的2hr容 量、-15°C低溫容量、循環(huán)壽命、充電接受性能及水份保持能力。同時(shí)還解決了木素磺酸鈉配 方低溫性能衰減的問題。表1是采用本發(fā)明負(fù)極鉛膏制作的電動(dòng)車用閥控密封膠體鉛酸體蓄電池經(jīng)試驗(yàn) 達(dá)到的技術(shù)指標(biāo)(以6-DZM-20Ah電池為例)表 1
權(quán)利要求
一種電動(dòng)助力車用膠體鉛酸蓄電池負(fù)極鉛膏，其特征在于所述鉛膏原料含有下述重量單位的物質(zhì)鉛粉100、纖維0.03～0.06、乙炔炭黑0.1～0.5、硫酸鋇1.0～1.3、木素磺酸鈉0.1～0.2、腐植酸0.1～0.3，聚乙二醇0.1～0.3。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)助力車用膠體鉛酸蓄電池負(fù)極鉛膏，其特征在于所述 鉛粉中氧化鉛含量為75 85% ；所述硫酸鋇為分析純硫酸鋇，過80目篩。
3.一種制備如權(quán)利要求1或2所述的電動(dòng)助力車用膠體鉛酸蓄電池負(fù)極鉛膏的方法， 其特征在于，它按如下工序進(jìn)行a.配料按上述鉛膏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(jī)內(nèi)干混；c.濕混稱取原料重量12 13%的純凈水加入到和膏機(jī)內(nèi)，攪拌均勻；d.淋酸邊攪拌邊以噴淋狀加入原料重量8 9%、密度為的1.400g/cm3的硫酸溶液， 和膏溫度低于65°C以下，出膏溫度低于45°C。
全文摘要
一種電動(dòng)助力車用膠體鉛酸蓄電池負(fù)極鉛膏及制備方法，用于解決提高蓄電池2hr容量、-15℃低溫容量及長壽命問題。所述鉛膏原料含有下述重量單位的物質(zhì)鉛粉100、纖維0.03～0.06、乙炔炭黑0.1～0.5、硫酸鋇1.0～1.3、木素磺酸鈉0.1～0.2、腐植酸0.1～0.3，聚乙二醇0.1～0.3。本發(fā)明鉛膏經(jīng)反復(fù)研究試驗(yàn)，綜合木素磺酸鈉低溫能力強(qiáng)而腐植酸充電接受能力強(qiáng)的特點(diǎn)，同時(shí)考慮到膠體電解液使用，并在鉛膏原料中加入聚乙二醇，通過試驗(yàn)確定各組成原料的最佳配比，形成一種新型負(fù)極混合有機(jī)膨脹劑，保證了蓄電池的2hr容量、-15℃低溫容量、循環(huán)壽命、充電接受性能及水份保持能力，同時(shí)還解決了木素磺酸鈉配方低溫性能衰減的問題。
文檔編號(hào)H01M4/62GK101937996SQ201010262998
公開日2011年1月5日 申請(qǐng)日期2010年8月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月26日
發(fā)明者張利芳, 王麗, 王建忠, 班濤偉, 翟羽, 郭志剛 申請(qǐng)人:風(fēng)帆股份有限公司