一種高儲能長壽命鉛酸蓄電池的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高儲能長壽命的鉛酸蓄電池鉛膏配方，其特征在于：包括正極鉛膏配方和負極鉛膏配方，所述的正極鉛膏配方按重量百分比由下列原料組成：稀硫酸8.2～9.1％、去離子水10～11％、聚酯短纖維0.03～0.05％、碳纖維0.4％～0.6％、聚苯胺納米溶液2～3％、膠體石墨0.5％～0.7％、其余為鉛粉；所述的負板鉛膏配方按重量百分比由下列原料組成：先制備鉛酸蓄電池預(yù)混負極添加劑，各組分按照質(zhì)量百分數(shù)計，殼聚糖25％～30％、海藻酸鈉20％～25％、橡椀栲膠5～10％、茴香醛15％～20％、木素磺酸鈉10～15％、硫酸鋇10～25％；然后于負極鉛粉中按照其質(zhì)量的0.2％的比例加入所得添加劑。
【專利說明】一種高儲能長壽命鉛酸蓄電池

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種高儲能長壽命鉛酸蓄電池，屬于鉛酸蓄電池制作領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0002]鉛酸蓄電池是目前應(yīng)用最為廣泛的二次電池，鉛酸蓄電池由于價格低廉，原料易得，使用可靠，又可大電流放電等特點，一直是化學(xué)電源中產(chǎn)量最大、應(yīng)用最廣的二次電池。膠體蓄電池的出現(xiàn)又為鉛酸電池的發(fā)展提供了更廣闊的空間。提高鉛酸蓄電池競爭力是廣大鉛酸蓄電池工作者們共同的心愿。
[0003]鉛蓄電池的比功率較低以及大功率放電的使用壽命短等缺點，制約了其發(fā)展。而導(dǎo)致上述問題主要原因是負極所致，因高密度電流放電情況下，負極產(chǎn)生的大量鉛離子進入電解液，與之相對應(yīng)的情況是電解液中硫酸根離子擴散受限，致使鉛離子過飽和，從而在負極表面形成一層致密的硫酸鉛沉淀層，造成負極表面鈍化。由于硫酸鉛導(dǎo)電性差，溶解度小，所以會造成負極內(nèi)部鉛的反應(yīng)活性降低，增加反應(yīng)過電位，致使充電時析氫較為嚴重，充電效率下降，并形成惡性循環(huán)。若繼續(xù)大功率充放電，以上情況會進一步惡化，硫酸鉛沉淀顆粒增大，這樣的增大過程又不可逆，最終導(dǎo)致負極喪失反應(yīng)活性，電池失效。而作為關(guān)鍵因素的正極板，也很重要。正極板化成困難，特別是厚極板，化成效率極低。正極板能夠放出的容量，與負極板相比較低，這也成為蓄電池放電容量的制約因素之一。此外，正極活性物質(zhì)機械強度較差，容易軟化、脫落，這對蓄電池十分不利。在正極鉛膏中加入添加劑，以改善正極板性能，是最常采用的手段之一。
[0004]人們一直嘗試著用各種方法改善鉛酸蓄電池的性能，目前，使用蓄電池添加劑是應(yīng)用較廣、成本較低，而且是行之有效的方法。在制造鉛酸蓄電池正負極板時，總是會用到各種功能的添加劑，雖然只占鉛粉重量的千分之幾，但能夠改善鉛膏晶體結(jié)構(gòu)，保持活性物質(zhì)的穩(wěn)定性，也是電池整體設(shè)計的組成部分。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]基于【背景技術(shù)】存在的缺點，本發(fā)明的目的是提供一種高儲能長壽命鉛酸蓄電池鉛膏配方及制備方法。
[0006]本發(fā)明首次將殼聚糖和海藻酸鈉加入鉛酸蓄電池負極中，配合其他比例的常規(guī)物質(zhì)，能顯著提高蓄電池的各項性能，預(yù)計達到了某種協(xié)同效果。
[0007]本發(fā)明的具體技術(shù)方案如下:一種高儲能長壽命的鉛酸蓄電池鉛膏配方，其特征在于:包括正極鉛膏配方和負極鉛膏配方，
[0008]所述的正極鉛膏配方按重量百分比由下列原料組成:
[0009]稀硫酸8.2?9.1 %、去離子水10?11 %、聚酯短纖維0.03?0.05%、碳纖維
0.4%?0.6%、聚苯胺納米溶液2?3%、膠體石墨0.5%?0.7%、其余為鉛粉；
[0010]所述的負板鉛膏配方按重量百分比由下列原料組成:
[0011]先制備鉛酸蓄電池預(yù)混負極添加劑，各組分按照質(zhì)量百分數(shù)計，殼聚糖25%?30%、海藻酸鈉20%?25%、橡椀栲膠5?10%、茴香醛15%?20%、木素磺酸鈉10?15%、硫酸鋇10?25% ;
[0012]然后于負極鉛粉中按照其質(zhì)量的0.2%的比例加入所得添加劑；
[0013]制備上述高儲能長壽命的鉛酸蓄電池鉛膏的方法:
[0014]將上述正極鉛膏配方中的除鉛粉外的所有配方加入全自動和膏機內(nèi)，并將負極鉛膏配方中的鉛酸蓄電池預(yù)混負極添加劑加入全自動和膏機內(nèi)，邊放鉛粉邊攪拌，放完鉛粉后干攪拌8min，然后邊放去離子水邊攪拌，放完去離子水后繼續(xù)攪拌8min，然后放稀硫酸，在16?18min加完，邊加邊攪拌，加酸過程控制鉛膏溫度在68?80°C，加完酸后，繼續(xù)攪拌15?18min,然后測定鉛膏視密度,正極鉛膏視密度要求4.0?4.2g/cm3,負極鉛膏視密度要求4.4?4.5/cm3，符合要求后，出膏。
[0015]優(yōu)選所述的正極鉛膏配方按重量百分比由下列原料組成:
[0016]稀硫酸8.8%、去離子水11 %、聚酯短纖維0.05%、碳纖維0.5%、聚苯胺納米溶液3%、膠體石墨0.6%、其余為鉛粉；
[0017]優(yōu)選，所述的鉛酸蓄電池負極復(fù)合添加劑，各組分按照質(zhì)量百分數(shù)計，殼聚糖25 %、海藻酸鈉25 %、橡椀栲膠8 %、茴香醛6 %、木素磺酸鈉11 %、硫酸鋇25 %。
[0018]本發(fā)明的有益之處在于:
[0019]1、本發(fā)明的鉛酸蓄電池預(yù)混負極添加劑，于投入鉛膏前進行預(yù)混合，能夠提高極板和電池的穩(wěn)定性、一致性；
[0020]2、本發(fā)明的鉛酸蓄電池預(yù)混負極添加劑制備簡單，適合工業(yè)化大量生產(chǎn)；
[0021]3、本發(fā)明的鉛酸蓄電池具有很長的循環(huán)使用壽命，耐高溫能力和充電接受能力。

【具體實施方式】
[0022]實施例1:
[0023]一種高儲能長壽命的鉛酸蓄電池鉛膏配方，其特征在于:包括正極鉛膏配方和負極鉛膏配方，
[0024]所述的正極鉛膏配方按重量百分比由下列原料組成:
[0025]稀硫酸8.8%、去離子水11 %、聚酯短纖維0.05%、碳纖維0.5%、聚苯胺納米溶液3%、膠體石墨0.6%、其余為鉛粉；
[0026]所述的負板鉛膏配方按重量百分比由下列原料組成:
[0027]先制備鉛酸蓄電池預(yù)混負極添加劑，各組分按照質(zhì)量百分數(shù)計，殼聚糖25%、海藻酸鈉25 %、橡椀栲膠8 %、茴香醛6 %、木素磺酸鈉11 %、硫酸鋇25 %。
[0028]然后于負極鉛粉中按照其質(zhì)量的0.2%的比例加入所得添加劑；
[0029]制備上述高儲能長壽命的鉛酸蓄電池鉛膏的方法:
[0030]將上述正極鉛膏配方中的除鉛粉外的所有配方加入全自動和膏機內(nèi)，并將負極鉛膏配方中的鉛酸蓄電池預(yù)混負極添加劑加入全自動和膏機內(nèi)，邊放鉛粉邊攪拌，放完鉛粉后干攪拌8min，然后邊放去離子水邊攪拌，放完去離子水后繼續(xù)攪拌8min，然后放稀硫酸，在16?18min加完，邊加邊攪拌，加酸過程控制鉛膏溫度在68?80°C，加完酸后，繼續(xù)攪拌15?18min,然后測定鉛膏視密度,正極鉛膏視密度要求4.0?4.2g/cm3,負極鉛膏視密度要求4.4?4.5/cm3，符合要求后，出膏。
[0031]在常規(guī)6-DZM_12Ah電池上進行如下改進:
[0032]正極鉛膏出膏后，手工在正極板涂板，固化干燥后得到正極板。
[0033]負極鉛膏出膏后，手工在負極板涂板，固化干燥后得到負極板。
[0034]將按上述方法制得的正極板和負極板按照工廠6-DZM_12Ah裝配工藝進行組裝、灌酸、化成。并選用車間正常生產(chǎn)的同型號普通6-DZM-12Ah電池作為參照電池進行實驗。
[0035]抽取一組常規(guī)6-DZM-12電池出只)和一組負極添加本發(fā)明鉛酸蓄電池預(yù)混負極添加劑的電池出只)送檢實驗室，進行各項數(shù)據(jù)的檢測。
[0036]實施例2:
[0037]一種高儲能長壽命的鉛酸蓄電池鉛膏配方，其特征在于:包括正極鉛膏配方和負極鉛膏配方，
[0038]所述的正極鉛膏配方按重量百分比由下列原料組成:
[0039]稀硫酸8.2%、去離子水10%、聚酯短纖維0.03%、碳纖維0.4% %、聚苯胺納米溶液2%、膠體石墨0.5%、其余為鉛粉；
[0040]所述的負板鉛膏配方按重量百分比由下列原料組成:
[0041]先制備鉛酸蓄電池預(yù)混負極添加劑，各組分按照質(zhì)量百分數(shù)計，殼聚糖25%、海藻酸鈉20%、橡椀栲膠10%、茴香醛15%、木素磺酸鈉10%、硫酸鋇20%。
[0042]然后于負極鉛粉中按照其質(zhì)量的0.2%的比例加入所得添加劑；
[0043]制備上述高儲能長壽命的鉛酸蓄電池鉛膏的方法:
[0044]將上述正極鉛膏配方中的除鉛粉外的所有配方加入全自動和膏機內(nèi)，并將負極鉛膏配方中的鉛酸蓄電池預(yù)混負極添加劑加入全自動和膏機內(nèi)，邊放鉛粉邊攪拌，放完鉛粉后干攪拌8min，然后邊放去離子水邊攪拌，放完去離子水后繼續(xù)攪拌8min，然后放稀硫酸，在16?18min加完，邊加邊攪拌，加酸過程控制鉛膏溫度在68?80°C，加完酸后，繼續(xù)攪拌15?18min,然后測定鉛膏視密度,正極鉛膏視密度要求4.0?4.2g/cm3,負極鉛膏視密度要求4.4?4.5/cm3，符合要求后，出膏。
[0045]在常規(guī)6-DZM_12Ah電池上進行如下改進:
[0046]正極鉛膏出膏后，手工在正極板涂板，固化干燥后得到正極板。
[0047]負極鉛膏出膏后，手工在負極板涂板，固化干燥后得到負極板。
[0048]將按上述方法制得的正極板和負極板按照工廠6-DZM_12Ah裝配工藝進行組裝、灌酸、化成。并選用車間正常生產(chǎn)的同型號普通6-DZM-12Ah電池作為參照電池進行實驗。
[0049]抽取一組常規(guī)6-DZM-12電池出只)和一組負極添加本發(fā)明鉛酸蓄電池預(yù)混負極添加劑的電池出只)送檢實驗室，進行各項數(shù)據(jù)的檢測。
[0050]實施例3:
[0051]一種高儲能長壽命的鉛酸蓄電池鉛膏配方，其特征在于:包括正極鉛膏配方和負極鉛膏配方，
[0052]所述的正極鉛膏配方按重量百分比由下列原料組成:
[0053]稀硫酸9.1 %、去離子水11 %、聚酯短纖維0.05%、碳纖維0.6%、聚苯胺納米溶液3%、膠體石墨0.7%、其余為鉛粉；
[0054]所述的負板鉛膏配方按重量百分比由下列原料組成:
[0055]先制備鉛酸蓄電池預(yù)混負極添加劑，各組分按照質(zhì)量百分數(shù)計，殼聚糖30%、海藻酸鈉20%、橡椀栲膠5%、茴香醛20%、木素磺酸鈉15%、硫酸鋇10%。
[0056]然后于負極鉛粉中按照其質(zhì)量的0.2%的比例加入所得添加劑；
[0057]制備上述高儲能長壽命的鉛酸蓄電池鉛膏的方法:
[0058]將上述正極鉛膏配方中的除鉛粉外的所有配方加入全自動和膏機內(nèi)，并將負極鉛膏配方中的鉛酸蓄電池預(yù)混負極添加劑加入全自動和膏機內(nèi)，邊放鉛粉邊攪拌，放完鉛粉后干攪拌8min，然后邊放去離子水邊攪拌，放完去離子水后繼續(xù)攪拌8min，然后放稀硫酸，在16?18min加完，邊加邊攪拌，加酸過程控制鉛膏溫度在68?80°C，加完酸后，繼續(xù)攪拌15?18min,然后測定鉛膏視密度,正極鉛膏視密度要求4.0?4.2g/cm3,負極鉛膏視密度要求4.4?4.5/cm3，符合要求后，出膏。
[0059]在常規(guī)6-DZM_12Ah電池上進行如下改進:
[0060]正極鉛膏出膏后，手工在正極板涂板，固化干燥后得到正極板。
[0061]負極鉛膏出膏后，手工在負極板涂板，固化干燥后得到負極板。
[0062]將按上述方法制得的正極板和負極板按照工廠6-DZM_12Ah裝配工藝進行組裝、灌酸、化成。并選用車間正常生產(chǎn)的同型號普通6-DZM-12Ah電池作為參照電池進行實驗。
[0063]抽取一組常規(guī)6-DZM-12電池出只)和一組負極添加本發(fā)明鉛酸蓄電池預(yù)混負極添加劑的電池出只)送檢實驗室，進行各項數(shù)據(jù)的檢測。
[0064]實施例4:
[0065]一種高儲能長壽命的鉛酸蓄電池鉛膏配方，其特征在于:包括正極鉛膏配方和負極鉛膏配方，
[0066]所述的正極鉛膏配方按重量百分比由下列原料組成:
[0067]稀硫酸8.7%、去離子水11 %、聚酯短纖維0.04%、碳纖維0.5%、聚苯胺納米溶液
2.5%、膠體石墨0.65%、其余為鉛粉；
[0068]所述的負板鉛膏配方按重量百分比由下列原料組成:
[0069]先制備鉛酸蓄電池預(yù)混負極添加劑，各組分按照質(zhì)量百分數(shù)計，殼聚糖25%、海藻酸鈉20%、橡椀栲膠5%、茴香醛15%、木素磺酸鈉15%、硫酸鋇20%。
[0070]然后于負極鉛粉中按照其質(zhì)量的0.2%的比例加入所得添加劑；
[0071]制備上述高儲能長壽命的鉛酸蓄電池鉛膏的方法:
[0072]將上述正極鉛膏配方中的除鉛粉外的所有配方加入全自動和膏機內(nèi)，并將負極鉛膏配方中的鉛酸蓄電池預(yù)混負極添加劑加入全自動和膏機內(nèi)，邊放鉛粉邊攪拌，放完鉛粉后干攪拌8min，然后邊放去離子水邊攪拌，放完去離子水后繼續(xù)攪拌8min，然后放稀硫酸，在16?18min加完，邊加邊攪拌，加酸過程控制鉛膏溫度在68?80°C，加完酸后，繼續(xù)攪拌15?18min,然后測定鉛膏視密度,正極鉛膏視密度要求4.0?4.2g/cm3,負極鉛膏視密度要求4.4?4.5/cm3，符合要求后，出膏。
[0073]在常規(guī)6-DZM_12Ah電池上進行如下改進:
[0074]正極鉛膏出膏后，手工在正極板涂板，固化干燥后得到正極板。
[0075]負極鉛膏出膏后，手工在負極板涂板，固化干燥后得到負極板。
[0076]將按上述方法制得的正極板和負極板按照工廠6-DZM_12Ah裝配工藝進行組裝、灌酸、化成。并選用車間正常生產(chǎn)的同型號普通6-DZM-12Ah電池作為參照電池進行實驗。
[0077]抽取一組常規(guī)6-DZM-12電池出只)和一組負極添加本發(fā)明鉛酸蓄電池預(yù)混負極添加劑的電池出只)送檢實驗室，進行各項數(shù)據(jù)的檢測。
[0078]實施例5性能檢測:
[0079](I)充電接受能力測試
[0080]依據(jù)國家標準《GB/T22199-2008電動助力車用密封鉛酸蓄電池》，對實施例1_4制備得到的極添加本發(fā)明鉛酸蓄電池預(yù)混負極添加劑的電池進行檢測。
[0081]實施例1-4所得到的電池的充電接受能力要優(yōu)于對照組常規(guī)電池，在充電第600秒(即第10分鐘)時，實施例1-4所得到的電池的充電電流分別為:5.12Α、4.98Α、4.86Α、
5.06Α，對照組常規(guī)電池的充電電流為2.16Α。
[0082](2)循環(huán)壽命試驗
[0083]循環(huán)壽命測試方法:在50°C環(huán)境中，以恒壓14.1V、限流75A充電15h，再以恒流50A放電至終止電壓11.0V為一個循環(huán)，當整組電池的放電容量低于額定容量的80%時，壽命終止。
[0084]A.容量衰減速度
[0085]實施例1的電池組循環(huán)前25次，放電容量平穩(wěn)，循環(huán)至第450次時，放電容量為初始容量的99.9% ；
[0086]實施例2的電池組循環(huán)前25次，放電容量平穩(wěn)，循環(huán)至第450次時，放電容量為初始容量的99.7% ；
[0087]實施例3的電池組循環(huán)前25次，放電容量平穩(wěn)，循環(huán)至第450次時，放電容量為初始容量的99.5% ；
[0088]實施例4的電池組循環(huán)前25次，放電容量平穩(wěn)，循環(huán)至第450次時，放電容量為初始容量的99.5% ；
[0089]對照組的電池循環(huán)至第450次時放電容量為初始容量的82.3%，由此可見本專利生產(chǎn)的電池衰減速度明顯比原有技術(shù)生產(chǎn)的電池小。
[0090]B.容量循環(huán)次數(shù)
[0091 ] 兩組樣品電池循環(huán)壽命終止時，實施例1的電池循環(huán)次數(shù)為813次，實施例2的電池循環(huán)次數(shù)為801次，實施例3的電池循環(huán)次數(shù)為798次，實施例4的電池循環(huán)次數(shù)為805次，對照組的電池循環(huán)壽命只有205次左右，壽命大大提聞。
[0092](3)板材外觀
[0093]250次循環(huán)結(jié)束后的電池，先充滿電然后進行解剖。
[0094]發(fā)現(xiàn)對照組的常規(guī)電池負極板很硬，尤其是極板下部，而實施例1-4的本發(fā)明鉛酸蓄電池經(jīng)過250多次循環(huán)后，整片極板仍較軟，沒有出現(xiàn)板硬現(xiàn)象。
[0095](4)負極板XRD分析
[0096]將實施例1-4的本發(fā)明鉛酸蓄電池和對照組的電池進行負極板XRD分析。
[0097]可以看出實施例1-4的本發(fā)明鉛酸蓄電池和對照組的電池的負極板上部硫酸鹽化都不明顯，但是實施例1-4的電池負極板上部的硫酸鹽化更弱；
[0098]而對照組的正常電池負極板的下部出現(xiàn)了明顯的硫酸鹽化，實施例1-4的本發(fā)明鉛酸蓄電池的負極板下部仍沒有出現(xiàn)較明顯的硫酸鹽化現(xiàn)象。
[0099]XRD分析結(jié)果有利地證明了本發(fā)明的鉛酸蓄電池在循環(huán)過程中可有效防止硫酸鹽化，進而延長電池循環(huán)壽命。
[0100]綜上所述，本發(fā)明鉛酸蓄電池制備簡單，使用方便，并且能顯著提高鉛酸蓄電池的儲能和壽命。
[0101]以上所述，僅為本發(fā)明較佳的【具體實施方式】，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種高儲能長壽命的鉛酸蓄電池，其特征在于其正負極鉛膏的配方為: 所述的正極鉛膏配方按重量百分比由下列原料組成: 稀硫酸8.2?9.1%、去離子水10?11%、聚酯短纖維0.03?0.05%、碳纖維0.4%?0.6%、聚苯胺納米溶液2?3%、膠體石墨0.5%?0.7%、其余為鉛粉； 所述的負板鉛膏配方按重量百分比由下列原料組成: 先制備鉛酸蓄電池預(yù)混負極添加劑，各組分按照質(zhì)量百分數(shù)計:殼聚糖25%?30%、海藻酸鈉20%?25%、橡椀栲膠5?10%、茴香醛15%?20%、木素磺酸鈉10?15%、硫酸鋇10?25% ； 然后于負極鉛粉中按照其質(zhì)量的0.2%的比例加入所得添加劑。
2.權(quán)利要求1所述的高儲能長壽命的鉛酸蓄電池，其出膏方法為:將上述正極鉛膏配方中的除鉛粉外的所有配方加入全自動和膏機內(nèi)，并將負極鉛膏配方中的鉛酸蓄電池預(yù)混負極添加劑加入全自動和膏機內(nèi)，邊放鉛粉邊攪拌，放完鉛粉后干攪拌8min，然后邊放去離子水邊攪拌，放完去離子水后繼續(xù)攪拌8min，然后放稀硫酸，在16?ISmin加完，邊加邊攪拌，加酸過程控制鉛膏溫度在68?80°C，加完酸后，繼續(xù)攪拌15?18min，然后測定鉛膏視密度，正極鉛膏視密度要求4.0?4.2g/cm3,負極鉛膏視密度要求4.4?4.5/cm3,符合要求后，出骨。
3.權(quán)利要求1或2所述的高儲能長壽命的鉛酸蓄電池，所述的正極鉛膏配方按重量百分比由下列原料組成:稀硫酸8.8%、去離子水11%、聚酯短纖維0.05%、碳纖維0.5%、聚苯胺納米溶液3%、膠體石墨0.6%、其余為鉛粉； 所述的鉛酸蓄電池負極復(fù)合添加劑，各組分按照質(zhì)量百分數(shù)計:殼聚糖25%、海藻酸鈉25%、橡椀栲膠8%、茴香醛6%、木素磺酸鈉11%、硫酸鋇25%。
【文檔編號】H01M10/12GK104241708SQ201410460971
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年9月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月11日
【發(fā)明者】周志勇 申請人:長興超越動力科技有限公司