本發(fā)明涉及鉛酸蓄電池極板制造,具體為一種高倍率放電鉛酸蓄電池鉛膏。
背景技術(shù):
1、鉛酸蓄電池發(fā)展至今已有一百六十多年的歷史,由于原材料鉛擁有礦產(chǎn)資源豐富,價(jià)格低、電池回收利用率高等優(yōu)點(diǎn)。相比鎳氫、鎘鎳、鋰電等類型電池,鉛酸蓄電池具有技術(shù)成熟、無(wú)記憶效應(yīng)、單體電壓高、放電平穩(wěn)、安全性高等綜合優(yōu)點(diǎn),鉛酸蓄電池市場(chǎng)占有率最大。
2、高倍率(高功率)放電的電池主要用于ups備用電源,需要有較高的放電電壓和較穩(wěn)定的放電電壓平臺(tái),才能持續(xù)較長(zhǎng)的放電時(shí)間。鋰電池雖然比鉛酸蓄電池電壓高,但其有著固有的容易爆炸起火的不安全性飽受詬病,不能用于中心機(jī)房和數(shù)據(jù)中心等安全性要求較高的應(yīng)用場(chǎng)所,安全性要求較高的應(yīng)用場(chǎng)景絕大部分用的是傳統(tǒng)的鉛酸蓄電池。
3、鉛酸蓄電池的主要構(gòu)件是正極板、負(fù)極板、隔板、電池殼蓋片、電解液、正負(fù)極端子和安全閥。正極板和負(fù)極板是電池的心臟,是化學(xué)能與電能轉(zhuǎn)換載體,極板的性能直接影響電池高倍率(高功率)大電流放電效果。
4、正極板主要構(gòu)件是正板柵和正鉛膏,負(fù)極板主要構(gòu)件是負(fù)板柵和負(fù)鉛膏,正、負(fù)鉛膏中的添加劑和配方直接影響極板放電性能和壽命,不同配方適用不同用途的電池,高倍率(高功率)電池用極板需要用結(jié)構(gòu)強(qiáng)、導(dǎo)電好、孔率高、放電平臺(tái)高且平穩(wěn)的鉛膏。
5、經(jīng)檢索,申請(qǐng)?zhí)枮閏n201811129702.4的專利公開(kāi)了一種鉛酸蓄電池鉛膏,它包括正極鉛膏和負(fù)極鉛膏,鉛膏組分按質(zhì)量百分比計(jì)量。所述正極鉛膏在保持常規(guī)組分不變的基礎(chǔ)上添加0.15~0.3%過(guò)硼酸鈉。所述負(fù)極鉛膏在保持常規(guī)組分不變的基礎(chǔ)上添加0.065~0.08%腐植酸。由于過(guò)硼酸鈉摻入正極鉛膏中能夠提高膏體粘性和滲透性,使得板柵與活性物質(zhì)的結(jié)合力大大加強(qiáng),此效果改善電子傳輸質(zhì)量。負(fù)極鉛膏中因添加了腐植酸,改善了電池大電流放電能力和充電接受能力,顯著擴(kuò)大鉛酸蓄電池的容量。上述諸性能改善有利于提升鉛酸蓄電池循環(huán)壽命,該發(fā)明比現(xiàn)有技術(shù)同規(guī)格產(chǎn)品提高循環(huán)壽命30%左右。
6、當(dāng)前鉛酸蓄電池鉛膏不能滿足大電流高倍率放電要求,且鉛膏內(nèi)活性物質(zhì)的利用率低、鉛膏放電容量小,進(jìn)而降低了電池的循環(huán)使用壽命,即當(dāng)前鉛酸蓄電池鉛膏的配方需進(jìn)行優(yōu)化,以解決上述問(wèn)題,因此我們需要提出一種高倍率放電鉛酸蓄電池鉛膏。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的在于提供一種高倍率放電鉛酸蓄電池鉛膏,除了基礎(chǔ)的鉛粉、純水和酸液外,通過(guò)在正鉛膏中加入不同質(zhì)量占比的滌綸短纖維、球形石墨,在負(fù)鉛膏中入不同質(zhì)量占比的滌綸短纖維、沉淀硫酸鋇、木素、腐殖酸、乙炔炭黑,使得制備的正鉛膏的視比重為4.2-4.3%,制備的負(fù)鉛膏的視比重為4.4-4.5%,均達(dá)到要求,滿足大電流高倍率放電要求,提高活性物質(zhì)利用率和放電容量,并保證了電池的浮充使用和循環(huán)使用壽命,以解決上述背景技術(shù)中提出的問(wèn)題。
2、為實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:一種高倍率放電鉛酸蓄電池鉛膏,通過(guò)電池鉛膏配置工藝制備而成,包括正鉛膏和負(fù)鉛膏,按質(zhì)量百分比計(jì),正鉛膏包括氧化度為75-82%的鉛粉、質(zhì)量為鉛粉質(zhì)量8-11%的純水、質(zhì)量為鉛粉質(zhì)量11-11.5%的酸液、質(zhì)量為鉛粉質(zhì)量0.18-0.45%的添加劑;
3、負(fù)鉛膏包括氧化度為75-82%的鉛粉、質(zhì)量為鉛粉質(zhì)量7-10%的純水、質(zhì)量為鉛粉質(zhì)量10-10.5%的酸液、質(zhì)量為鉛粉質(zhì)量1.58-2.75%的添加劑;
4、所述正鉛膏中的添加劑包括:
5、用于增強(qiáng)正鉛膏機(jī)械強(qiáng)度的滌綸短纖維;
6、用于提高正鉛膏導(dǎo)電能力的球形石墨;
7、所述負(fù)鉛膏中的添加劑包括:
8、用于增強(qiáng)負(fù)鉛膏機(jī)械強(qiáng)度的滌綸短纖維;
9、用于調(diào)節(jié)負(fù)鉛膏膨脹和收縮性的沉淀硫酸鋇;
10、用于改善負(fù)鉛膏黏結(jié)性與可塑性的木素;
11、用于增大負(fù)極板容量、并提高負(fù)極板充電接受能力的腐蝕酸;
12、用于提高負(fù)鉛膏導(dǎo)電性和電池放電能力的乙炔炭黑。
13、優(yōu)選的,正鉛膏添加劑中的滌綸短纖維質(zhì)量為鉛粉質(zhì)量的0.08-0.15%,正鉛膏添加劑中的球形石墨質(zhì)量為鉛粉質(zhì)量的0.1-0.3%。
14、優(yōu)選的,負(fù)鉛膏添加劑中的滌綸短纖維質(zhì)量為鉛粉質(zhì)量的0.08-0.15%,負(fù)鉛膏添加劑中的沉淀硫酸鋇質(zhì)量為鉛粉質(zhì)量的1-1.5%,負(fù)鉛膏添加劑中的木素質(zhì)量為鉛粉質(zhì)量的0.1-0.2%,負(fù)鉛膏添加劑中的腐蝕酸質(zhì)量為鉛粉質(zhì)量的0.3-0.6%,負(fù)鉛膏添加劑中的乙炔炭黑質(zhì)量為鉛粉質(zhì)量的0.1-0.3%。
15、優(yōu)選的,按質(zhì)量百分比計(jì),正鉛膏包括1000kg的鉛粉、鉛粉質(zhì)量8%的純水、鉛粉質(zhì)量11%的酸液、鉛粉質(zhì)量0.08%的滌綸短纖維、鉛粉質(zhì)量0.1%的球形石墨;
16、負(fù)鉛膏包括1000kg的鉛粉、鉛粉質(zhì)量7%的純水、鉛粉質(zhì)量10%的酸液、鉛粉質(zhì)量0.08%的滌綸短纖維、鉛粉質(zhì)量1%的沉淀硫酸鋇、鉛粉質(zhì)量0.1%的木素、鉛粉質(zhì)量0.3%的腐蝕酸、鉛粉質(zhì)量0.1%的乙炔炭黑。
17、優(yōu)選的,按質(zhì)量百分比計(jì),正鉛膏包括1000kg的鉛粉、鉛粉質(zhì)量9.5%的純水、鉛粉質(zhì)量11.25%的酸液、鉛粉質(zhì)量0.12%的滌綸短纖維、鉛粉質(zhì)量0.2%的球形石墨;
18、負(fù)鉛膏包括1000kg的鉛粉、鉛粉質(zhì)量8.5%的純水、鉛粉質(zhì)量10.25%的酸液、鉛粉質(zhì)量0.12%的滌綸短纖維、鉛粉質(zhì)量1.25%的沉淀硫酸鋇、鉛粉質(zhì)量0.15%的木素、鉛粉質(zhì)量0.45%的腐蝕酸、鉛粉質(zhì)量0.2%的乙炔炭黑。
19、優(yōu)選的,按質(zhì)量百分比計(jì),正鉛膏包括1000kg的鉛粉、鉛粉質(zhì)量11%的純水、鉛粉質(zhì)量11.5%的酸液、鉛粉質(zhì)量0.15%的滌綸短纖維、鉛粉質(zhì)量0.3%的球形石墨;
20、負(fù)鉛膏包括1000kg的鉛粉、鉛粉質(zhì)量10%的純水、鉛粉質(zhì)量10.5%的酸液、鉛粉質(zhì)量0.15%的滌綸短纖維、鉛粉質(zhì)量1.5%的沉淀硫酸鋇、鉛粉質(zhì)量0.2%的木素、鉛粉質(zhì)量0.6%的腐蝕酸、鉛粉質(zhì)量0.3%的乙炔炭黑。
21、優(yōu)選的,所述電池鉛膏配置工藝包括以下流程:
22、s1、制備鉛粉:采用球磨法或是氣相氧化法將鉛塊制備成鉛粉;
23、s2、制備正鉛膏:將鉛粉、滌綸短纖維、球形石墨混合在一起進(jìn)行干攪拌,然后分別加入純水和酸液進(jìn)行濕攪拌,達(dá)到所需粘度后出膏;
24、s3、制備負(fù)鉛膏:將鉛粉、滌綸短纖維、沉淀硫酸鋇、木素、腐蝕酸、乙炔炭黑混合在一起進(jìn)行干攪拌,然后分別加入純水和酸液進(jìn)行濕攪拌,達(dá)到所需粘度后出膏。
25、優(yōu)選的,在步驟s1中,采用球磨法制備鉛粉時(shí),將鉛塊放進(jìn)球磨機(jī)中,通過(guò)摩擦和氧化反應(yīng)生成二氧化鉛包裹金屬鉛的微粒,即鉛粉;
26、采用氣相氧化法制備鉛粉時(shí),將溫度為450℃的鉛液和空氣導(dǎo)入氣相氧化室,通過(guò)高速旋轉(zhuǎn)的葉輪將鉛液攪拌成細(xì)小的霧滴,與空氣充分接觸進(jìn)行氧化,生成二氧化鉛的鉛粉,并將鉛粉吹入旋風(fēng)沉降器進(jìn)行降溫并沉降得到粗鉛粉,在過(guò)濾得到細(xì)鉛粉。
27、優(yōu)選的,在步驟s2中,正鉛膏的制備包括以下流程:
28、s21、干攪拌:在和膏機(jī)上設(shè)定好和膏程序,將鉛粉、滌綸短纖維、球形石墨放進(jìn)和膏機(jī)中,運(yùn)行和膏機(jī)4-5min,進(jìn)行干料的初步混合;
29、s22、加入純水:干攪拌完成之后,將純水加入到和膏機(jī)中,加純水時(shí)間為50-70s,與鉛粉、添加劑進(jìn)行混合;
30、s23、加入酸液:濕攪拌完成之后,向和膏機(jī)中加入酸液,加酸液的時(shí)間控制在15-20min,與鉛粉、添加劑、純水進(jìn)行進(jìn)一步的混合;
31、s24、濕攪拌:在干料中加入純水和酸液后,繼續(xù)在和膏機(jī)中對(duì)鉛膏進(jìn)行混合,濕攪拌時(shí)間控制在4-6min,提高鉛膏的均勻性和穩(wěn)定性。
32、優(yōu)選的,在步驟s3中,負(fù)鉛膏的制備包括以下流程:
33、s31、干攪拌:在和膏機(jī)上設(shè)定好和膏程序,將鉛粉、滌綸短纖維、沉淀硫酸鋇、木素、腐蝕酸、乙炔炭黑放進(jìn)和膏機(jī)中,運(yùn)行和膏機(jī)4-5min,進(jìn)行干料的初步混合;
34、s32、加入純水:干攪拌完成之后,將純水加入到和膏機(jī)中,加純水時(shí)間為50-70s,與鉛粉、添加劑進(jìn)行混合;
35、s33、加入酸液:濕攪拌完成之后,向和膏機(jī)中加入酸液,加酸液的時(shí)間控制在15-20min,與鉛粉、添加劑、純水進(jìn)行進(jìn)一步的混合;
36、s34、濕攪拌:在干料中加入純水和酸液后,繼續(xù)在和膏機(jī)中對(duì)鉛膏進(jìn)行混合,濕攪拌時(shí)間控制在4-6min,提高鉛膏的均勻性和穩(wěn)定性。
37、與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明的有益效果是:
38、本發(fā)明除了基礎(chǔ)的鉛粉、純水和酸液外,通過(guò)在正鉛膏中加入不同質(zhì)量占比的滌綸短纖維、球形石墨,在負(fù)鉛膏中入不同質(zhì)量占比的滌綸短纖維、沉淀硫酸鋇、木素、腐殖酸、乙炔炭黑,使得制備的正鉛膏的視比重為4.2-4.3%,制備的負(fù)鉛膏的視比重為4.4-4.5%,均達(dá)到要求,滿足大電流高倍率放電要求,提高活性物質(zhì)利用率和放電容量,并保證了電池的浮充使用和循環(huán)使用壽命。