CN100459241C - 碱性铅锌蓄电池正极材料添加剂及改性的碱性铅锌蓄电池正极材料 - Google Patents

碱性铅锌蓄电池正极材料添加剂及改性的碱性铅锌蓄电池正极材料 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种蓄电池正极添加剂，该添加剂由组合物A和组合物B按重量比为1∶2.8-3的比例组成，其中，组合物A含Pb3O4，其重量含量大于等于75%，余量为β-PbO2；组合物B含有β-PbO2，其重量含量大于等于80%，余量为PbSO4。还公开了采用了上述添加剂的一种改性的蓄电池正极材料。这种添加剂和蓄电池正极材料可以提高蓄电池的首次容量和循环寿命。

Description

碱性铅锌蓄电池正极材料添加剂及改性的碱性铅锌蓄电池正极材料
技术领域
本发明涉及一种蓄电池正极材料。
背景技术
二氧化铅PbO2是碱性铅锌蓄电池正极板正极材料，目前二氧化铅在正极板中的含量最高为85％，实际上一般生产中往往只能控制在80％左右。这就意味着有20％的活物质-铅没有转化过来，造成蓄电池的首次循环容量低、寿命短。
如果在极板生产过程中，单纯将二氧化铅转化率提高，一是需要浪费较大比例的电能，从经济上并不划算，再者正极板活物质的强度会受很大的影响，使极板强度降低，在极板使用过程中易发生极板脱粉短路导致蓄电池报废。所以，从以上分析看出，单靠直接提高二氧化铅含量是得不偿失的。
发明内容
针对目前的碱性铅锌蓄电池首次循环容量低、寿命短的问题，本发明的第一个目的就在于提供一种碱性铅锌蓄电池正极添加剂，这种添加剂能够改变活化物质的结构，降低活化物质转化难度，提高循环容量和延长使用寿命。
本发明的第二个目的在于是提供一种新型的改性的碱性铅锌蓄电池正极材料，通过加入添加剂来提高蓄电池的首次循环容量和延长使用寿命。
为了实现本发明的第一个目的，采用如下技术方案：一种碱性铅锌蓄电池正极材料添加剂，由组合物A和组合物B按重量比为1∶2.8-3的比例组成，其中，
组合物A含Pb3O4，其重量含量大于等于75％，余量为β-PbO2；
组合物B含有β-PbO2，其重量含量大于等于80％，余量为PbSO4。
为实现本发明的第二个目的，采用如下技术方案：一种改性的碱性铅锌蓄电池正极材料，包括铅粉和添加剂，添加剂的添加总量为铅粉使用量的10％-15％，所述的添加剂由组合物A和组合物B按重量比为1∶2.8-3的比例组成，其中组合物A含Pb3O4，Pb3O4的重量含量大于等于75％，余量为β-PbO2；组合物B含有β-PbO2，β-PbO2的重量含量大于等于80％，余量为PbSO4。
本发明的这种蓄电池正极材料添加剂，将含Pb3O4的组合物A和含β-PbO2的组合物B按1∶2.8-3的比例联合使用，组合物A可以提高二氧化铅含量、降低极板化成难度，可以提高极板容量。并且，加入添加剂A后极板的强度有所增加，降低了极板在生产过程中的损耗。添加剂B可以比较好地提高电池的容量，同时比较小幅度的提高电池的充放电电压。但是，加入量不能太大，否则，将严重影响极板的寿命。如果加入量过大，极板的前期容量(五次)很好，但是，五次之后容量下降很快。加入添加剂B对提高极板前期容量比较好，但是，正极板强度有所下降，极板表面有一层二氧化铅粉，组装时铅粉尘掉落比较多。本发明通过将添加剂A与添加剂B按一定比例联合使用，可以使极板的强度、充放电前期、后期电压、放电首次容量、循环后期容量等都提高到一个理想的水平。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，以助理理解本发明的内容。
实施例1
一种蓄电池正极材料添加剂，由组合物A和组合物B按重量比为1∶3的比例组成，其中，
组合物A含Pb3O4，其重量含量为75％，余量为β-PbO2；
组合物B含有β-PbO2，其重量为85％，余量为PbSO4。
组合物B可以采用报废蓄电池提取的过200目的正极板铅粉，以使报废蓄电池正极板得到回收利用，降低成本。
实施例2
一种蓄电池正极材料添加剂，由组合物A和组合物B按重量比为1∶2.9的比例组成，其中，
组合物A含Pb3O4，其重量含量为85％，余量为β-PbO2；
组合物B含有β-PbO2，其重量为80％，余量为PbSO4。
组合物B可以采用报废蓄电池提取的过200目的正极板铅粉，以使报废蓄电池正极板得到回收利用，降低成本。
实施例3
一种蓄电池正极材料添加剂，由组合物A和组合物B按重量比为1∶2.8的比例组成，其中，
组合物A含Pb3O4，其重量含量为95％，余量为β-PbO2；
组合物B含有β-PbO2，其重量为95％，余量为PbSO4。
组合物B可以采用报废蓄电池提取的过200目的正极板铅粉，以使报废蓄电池正极板得到回收利用，降低成本。
实施例4
一种蓄电池正极材料，包括铅粉和添加剂，添加总量为铅粉使用量的12.5％(按重量计)，添加剂由组合物A和组合物B按重量比为1∶3的比例组成，其中组合物A含Pb3O4，其重量含量等于85％，余量为β-PbO2；组合物B含有β-PbO2，其重量含量大于等于85％，余量为PbSO4。
组合物B可以采用报废蓄电池提取的过200目的正极板铅粉。
在合制铅膏时，将组合物A与组合物B按照配方的重量加入到合膏铅粉中，充分的搅拌，使其完全混合，合膏方法和常规方法相同。
实施例5
一种蓄电池正极材料，包括铅粉和添加剂，添加总量为铅粉使用量的10％(按重量计)，添加剂由组合物A和组合物B按重量比为1∶2.8的比例组成，其中组合物A含Pb3O4，其重量含量等于75％，余量为β-PbO2；组合物B含有β-PbO2，其重量含量大于等于80％，余量为PbSO4。
组合物B可以采用报废蓄电池提取的过200目的正极板铅粉。
在合制铅膏时，将组合物A与组合物B按照配方的重量加入到合膏铅粉中，充分的搅拌，使其完全混合，合膏方法和常规方法相同。
实施例6
一种蓄电池正极材料，包括铅粉和添加剂，添加总量为铅粉使用量的15％(按重量计)，添加剂由组合物A和组合物B按重量比为1∶2.9的比例组成，其中组合物A含Pb3O4，其重量含量等于92％，余量为β-PbO2；组合物B含有β-PbO2，其重量含量大于等于95％，余量为PbSO4。
组合物B可以采用报废蓄电池提取的过200目的正极板铅粉。
在合制铅膏时，将组合物A与组合物B按照配方的重量加入到合膏铅粉中，充分的搅拌，使其完全混合，合膏方法和常规方法相同。
实施例7
一种蓄电池正极材料，包括铅粉和添加剂，添加总量为铅粉使用量的12.5％(按重量计)，添加剂由组合物A和组合物B按重量比为1∶3的比例组成，其中组合物A为Pb3O4；组合物B为β-PbO2。
在合制铅膏时，将组合物A与组合物B按照配方的重量加入到合膏铅粉中，充分的搅拌，使其完全混合，合膏方法和常规方法相同。
对比实验例1
蓄电池正极材料，包括铅粉和添加剂，添加总量为铅粉使用量的12.5％，添加剂为组合物A，含Pb3O4，Pb3O4重量含量等于85％，余量为PbO2。
在合制铅膏时，将组合物A按照配方的重量加入到合膏铅粉中，充分的搅拌，使其完全混合，合膏方法和常规方法相同。
对比实验例2
蓄电池正极材料，包括铅粉和添加剂，添加总量为铅粉使用量的12.5％，添加剂为组合物B，组合物B含有β-PbO2，其重量含量等于85％，余量为PbSO4。
在合制铅膏时，将组合物B按照配方的重量加入到合膏铅粉中，充分的搅拌，使其完全混合，合膏方法和常规方法相同。
对比实验方法
1、首次容量实验：依据GB5008-2005；加液后完全充电电池，以I20电流放电到蓄电池端电压达(10.5±0.05V)时记录放电时间与I20的乘积为首次实际容量
2、循环寿命实验：依据GB5008-2005；以14.8V±0.05V恒压充电5h，随后以5I20放电2h组成一次循环，放电至蓄电池低温起动能力合格时的循环次数
3、极板强度实验：极板1米高水平跌落试验，计算跌落前后极板失重百分比
将按实施例4、对比实验例1和对比实验例2中的蓄电池正极材料，以及未添加组合物A和组合物B的现有的蓄电池正极材料，制成蓄电池后分别按上述方法进行首次容量实验、循环寿命实验和极板强度实验，其结果见表1
表1不同蓄电池正极材料对比实验
  首次容量   循环寿命   极板强度
 实施例2   103％C<sub>20</sub>   1200次   0.2％
 对比实验例1   96.5％C<sub>20</sub>   325次   0.3％
 对比实验例2   105％C<sub>20</sub>   285次   5.1％
 现有技术   95％C<sub>20</sub>   180次   0.3％
结论：由表1的实验结果可以看出，单纯使用组合物A(对比实验例1)，相对于现有技术来说蓄电池的首次容量略有增加，而循环寿命为现有技术的1.8倍，极板强度未有明显变化。单纯使用组合物B(对比实验例2)，首次循环容量，明显增加，循环寿命为现有技术的1.6倍，而极板强度明显下降。实验例2中将组合物A与组合物B按1∶3的重量比联用时，首次容量增加至103％，明显高于实验例1而略低于实验例2，而循环寿命为现有技术的6.7倍，大大高于实验例1和实验例2，且极板强度也略有增强。表明将组合物A与组合物B按1比3的重量比联用，其效果优于单纯采用组合物A或组合物B做为添加剂使用的效果。

Claims (4)

1、一种碱性铅锌蓄电池正极材料添加剂，其特征在于：该添加剂由组合物A和组合物B按重量比为1∶2.8-3的比例组成，其中，
组合物A含Pb3O4，其重量含量大于等于75％，余量为β-PbO2；
组合物B含有β-PbO2，其重量含量大于等于80％，余量为PbSO4。
2、如权利要求1所述的碱性铅锌蓄电池正极材料添加剂，其特征在于：所述的组合物B采用报废蓄电池提取的过200目的正极板铅粉。
3、一种改性的碱性铅锌蓄电池正极材料，包括铅粉和添加剂，添加剂的添加总量按重量计为铅粉使用量的10％-15％，所述的添加剂由组合物A和组合物B按重量比为1∶2.8-3的比例组成，其中组合物A含Pb3O4，其重量含量大于等于75％，余量为β-PbO2；组合物B含有β-PbO2，其重量含量大于等于80％，余量为PbSO4。
4、如权利要求3所述的改性的碱性铅锌蓄电池正极材料，其特征在于：所述的组合物B采用报废蓄电池提取的过200目的正极板铅粉。
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