一種鉛酸蓄電池正極鉛膏的制作方法
【專利說明】
[0001]
技術領域
[0002] 本發(fā)明涉及鉛酸蓄電池制造領域，具體涉及一種屬鉛酸蓄電池正極鉛膏。
【背景技術】
[0003] 在常溫使用時，鉛酸蓄電池的性能通常受制于正極，正極活性物質利用率變低后， 放電產物硫酸鉛體積會發(fā)生膨脹，充電產物二氧化鉛體積則縮小，經(jīng)多次反復二氧化鉛顆 粒間結合力下降，會造成正極活性物質軟化脫落，引起電池容量下降。為提高正極活性物質 利用率、放電容量等特性，需在正極中加入具有特定功能的添加劑。
[0004] 目前使用較廣泛的添加劑是碳材料、纖維材料、聚合物材料等，其中碳材料主要是 石墨類耐氧化添加劑，能夠提1?電極導電性，如1?純石墨、膨脹石墨等。將碳材料添加在正 極鉛膏內能夠一定程度上提高正極活性物的利用率，但碳材料在正極充電電位較高時易被 氧化分解，在酸性體系中化學穩(wěn)定性較差，使用一段時間后效果就會變差，不能繼續(xù)起作 用。

【發(fā)明內容】

[0005] 本發(fā)明解決的技術問題是提供了一種可提高電池大電流放電性能和比電容的鉛 酸蓄電池正極鉛膏。
[0006] 本發(fā)明通過以下技術方案實現(xiàn)： 一種鉛酸蓄電池正極鉛膏，由以下重量百分比的組分組成：紅丹5~15%，短纖維 0. 1~1%、硫酸亞錫0. 1~1%，硫酸5~20%、去離子水5~25%、亞氧化鈦/石墨烯復合材料 0. 05~10%，余為鉛粉。
[0007] 作為優(yōu)選，其中鉛粉氧化度為75~80% ; 作為優(yōu)選，硫酸密度為I. 25~1. 40g/cm3 ; 作為優(yōu)選，亞氧化鈦/石墨烯復合材料純度彡95%，粒徑約為0. 01~10um。
[0008] 新型導電添加劑亞氧化鈦，俗稱鈦黑，通式為TinO2n i，是以Ti4O7和Ti5O9為主要活 性組分的多價氧化鈦混合多晶材料，具有無毒、熱穩(wěn)定性和化學穩(wěn)定性好等優(yōu)點，導電性優(yōu) 于石墨、高析氫析氧過電位等優(yōu)點，其電阻率僅有0.4Ω · cm，用作鉛酸蓄電池正極添加劑 已產業(yè)化。
[0009] 石墨烯是一種由碳原子以Sp2雜化軌道組成六角型呈蜂巢晶格的平面二維材料， 只有一個碳原子厚度。電阻率約IO6 Ω ·_，比銅或銀更低。已被成功應用于鋰離子電池， 大大提高了電池比能量和壽命。
[0010] 使用亞氧化鈦和石墨烯復合材料，獲得更高的導電率、比電容和大電流放電性能， 應用于鉛酸蓄電池正極材料，大大提高了電池大電流放電能力和比電容。
[0011] 與原有技術相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點： (1) 亞氧化鈦/石墨烯材料導電性高，可顯著降低電池電阻率，提高大電流放電性能和 放電容量； (2) 亞氧化鈦/石墨烯材料具有比碳材料更高的析氫析氧電位，有效抑制電池在充電 末期的氣體析出，減少電池失水； (3) 亞氧化鈦/石墨烯材料在酸性體系中穩(wěn)定性高，耐高電壓氧化，不易損失，改善電 池容量和循環(huán)壽命。 具體實施例
[0012] 實施例1 按重量百分比，取紅丹6%，短纖維0. 15%、0. 3%，硫酸20%、去尚子水23%、亞氧化欽/石 墨烯復合材料〇. 05%，余為鉛粉。
[0013] 在本實施例中，所述鉛粉氧化度為75~80% ;硫酸密度為I. 25~L 40g/cm3 ; 所述亞氧化鈦/石墨烯復合材料，是由中科院過程工程研究所合成制備，其理化參數(shù) 如下：形貌為球形顆粒，粒徑約為〇. 〇l~l〇um，在掃描速度10mV/s時，電容為593F/g，材料 純度彡95%，在硫酸溶液中的電化學窗口為-0. 5~+2. 25V 鉛膏制備過程如下： 首先將導電劑、硫酸鋇、短纖維、木素磺酸鈉、腐殖酸和鉛粉加入攪拌釜中，干混15min 后，在2min內快速加入去離子水，攪拌5min后，在l~15min內緩慢加入硫酸，繼續(xù)攪拌 IOmin后均勻涂在鉛合金板柵上，輥壓后浸入硫酸溶液中，經(jīng)固化和化成后得到熟極板。
[0014] 按熟正極板和熟負極板7:8的比例，與AGM隔板卷繞制成鉛蓄電池，經(jīng)甲酸充電等 工序制成成品電池。
[0015] 實施例2、實施例3原料的重量百分比與對比文件1不同，其余實施如實施例1。
[0016] 對比例與實施例3不同的是，原料中沒有加亞氧化鈦/石墨烯復合材料、相應補充 了鉛粉量，其余實施如實施例1。
[0017] 對電池進行初期性能檢測，檢測項目有開路電壓、初期容量、-15°C低溫和大電流 放電，測試方法按照國標進行，電池性能試驗數(shù)據(jù)見表1。由表1對比可以看出，添加亞氧化 鈦/石墨烯復合材料的電池初期容量無變化，但是顯著提高了電池的低溫和大電流放電， 因為復合材料的電導率很高，可降低電池內阻，且穩(wěn)定性好，提高電池容量。
[0018] 表1不同實施例電池性能數(shù)據(jù)比較
【主權項】
1. 一種鉛酸蓄電池正極鉛膏，其特征在于：由以下重量百分比的組分組成， 紅丹5~15% ; 短纖維0. 1~1% ; 硫酸亞錫0. 1~1% ; 硫酸5~20% ; 去尚子水5 25%; 亞氧化鈦/石墨烯復合材料0. 05~10% ; 余為鉛粉。2. 如權利要求1所述的一種鉛酸蓄電池正極鉛膏，其特征在于：所述鉛粉的氧化度為 75~80%。3. 如權利要求1所述的一種鉛酸蓄電池正極鉛膏，其特征在于：所述硫酸密度為 1. 25~I. 40g/cm3。4. 如權利要求1所述的一種鉛酸蓄電池正極鉛膏，其特征在于：所述亞氧化鈦/石墨 烯復合材料純度彡95%，粒徑為0? 01~10um。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種鉛酸蓄電池正極鉛膏，由以下重量百分比的組分組成：紅丹5~15%，短纖維0.1~1%、硫酸亞錫0.1~1%，硫酸5~20%、去離子水5~25%、亞氧化鈦/石墨烯復合材料0.05~10%，余為鉛粉。亞氧化鈦/石墨烯材料導電性高，可顯著降低電池電阻率，提高大電流放電性能和放電容量；亞氧化鈦/石墨烯材料具有比碳材料更高的析氫析氧電位，有效抑制電池在充電末期的氣體析出，減少電池失水；亞氧化鈦/石墨烯材料在酸性體系中穩(wěn)定性高，耐高電壓氧化，不易損失，改善電池容量和循環(huán)壽命。
【IPC分類】H01M4/62, H01M4/57
【公開號】CN105098176
【申請?zhí)枴緾N201410304261
【發(fā)明人】張慧, 方明學, 張麗芳, 王斌
【申請人】浙江天能電池(江蘇)有限公司
【公開日】2015年11月25日
【申請日】2014年6月30日