CN101369656A - 一种蓄电池 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种蓄电池,具体是指一种以铅、钙、锡、铝合金为电极板的蓄电池。本发明中的电极板是以铅为基材,配以铅、钙、锡、铝的合金为板材,电解质是以硅酸盐代替硫酸溶液的方式实现的。本发明的优点是铅晶电池的使用寿命长、高倍率充放电性能好、可快速充电、深度放电性能好、耐低温性能好及更环保。本发明的产品可广泛应用于各种电机自行车、汽车等。

Description

一种蓄电池
技术领域
本发明涉及一种蓄电池,具体是指一种以铅、钙、锡、铝合金为电极板的蓄电池。
技术背景
电池工业是新能源领域的重要组成部分,是全球经济发展的一个新热点,2006年,美国十大科技计划中有两项为电池项目,铅酸蓄电池行业销售总额的三分之一,与电力、交通、信息等产业发展息息相关,在汽车、叉车等运输工具和大型不间断供电电源系统中处于控制地位,是社会生产经营活动和人类生活中不可或缺的产品。铅酸蓄电池产业是二十一世纪最有发展前途和应用前景的新型绿色能源体系,同时关系到国家可持续发展战略的实现。
近年来,铅酸蓄电池技术不断发展,产品日臻成熟。起动电池结构逐步优化升级,免维护蓄电池广泛使用、仍然是军用、民用交通运输装备的重要电源装置,为我国成为世界主要汽车生产国起到重要支撑作用。阀控电池、胶体电池等作为备用电源、大型储备电源的核心部件,其生产已成为国民经济发展中重要的基础性产业。
铅酸蓄电池的主要原料——铅可回收反复使用,只要出台废旧电池回收的相关产业政策,正确引导市场,就能够有效解决我国有色金属短缺、铅污染等资源、环境诸多问题。因此,正确认识蓄电池行业现状、把握发展趋势、有效解决其自身存在的问题,是循环利用资源、建设节约型社会,是向国民经济科学发展有效途径。
自加入WTO后,随着国家相关产业的拉动及国际电池生产厂商在华投资的增多,中国铅酸蓄电池产业发展较快,年增长速度超过30%以上。同时随着国际市场需求的不断增加,中国也成为了世界上最大的铅酸蓄电池出口国之一。我国铅酸蓄电池技术与国际水平差距不明显,汽车电池处于国际先进水平,动力用、电动自行车用电池技术接近国际先进水平。
从我国专利技术申报情况看,蓄电池行业在近几年的总体技术发展防线是电池结构改进及电池型号开发。而国外专利技术则主要涉及现金的薄型极板双极式铅电池、使用模块结构的密封电池和胶体电解液铅电池。因此,我们的专利技术与国外还有一定差距。
经过多年的建设与发展,我国铅酸蓄电池行业已基本形成体系并呈快速发展趋势,环保问题也取得了突破性进展,目前,我国对铅烟、铅尘、硫酸雾和水的处理方法和技术已基本成熟,各大、中型铅酸蓄电池厂家不断加大技术改造力度,更新工艺设备,普遍采用高效率的滤筒式除尘器替代静电除尘器,采用湿式除尘器净化铅烟,采用湍球式酸雾净化塔进行硫酸雾吸收处理,对含铅酸废水絮凝反应处理,从技术上消除或减少污染物对环境的影响,生产作业环境不断改善,多数大、中型生产企业做到了清洁生产,有一部分通过了国家环境体系认证。
但是,由于以下几个原因,蓄电池生产过程的污染问题没有得到很好解决,特别是数量众多的部分中型及小型企业生产过程的污染问题严重:生产厂家繁多、规模小,污染较严重、品质参差不齐,一些不具备环保条件的作坊式工厂一哄而上,约四分之一的企业未经环保审批擅自选址建设,污染防治设施不配套,生产没有在严格的环保措施和工业安全卫生条件下进行,对操作者和生态环境造成了危害。生产许可证制度没有严把清洁生产、环保设施达标这一关口。虽然我国自2005年实行了生产许可证制度,但由于在审批和执行中存在一些问题,并没有真正促使生产企业实现清洁生产,许多不达标厂家都转为合法化,造成了严重的环境问题。对于铅蓄电池的使用续电能力,一直没有得到跨跃式的发展,如何突破现有铅蓄电池的使用效率是研究人员一直努力实现的技术,使电池可以更长久地使用。
发明内容
本发明针对现有技术中的不足,提出了一种有效实现环保、延长使用寿命、增长续电能力的电池。
本发明通过下述技术方案得以实现:
一种蓄电池,它包括电极板、电解质,其特征在于电极板是由铅、钙、锡、铝合金制作的。
作为优选,上述蓄电池的电极板中铅为基材,电极板中钙为铅(重量)的0.01~1%。作为更优选择,所述的电极板中钙为铅(重量)的0.05~0.5%,当电极板中钙为铅(重量)的0.08~0.1%中效果更佳。
作为优选,上述蓄电池的电极板中铅为基材,电极板中锡为铅(重量)的0.1~5.0%。作为更优选择,所述的电极板中锡为铅(重量)的0.5~1.0%。
作为优选,上述蓄电池的电极板中铅为基材,电极板中铝为铅(重量)的0.001~0.1%。作为更优选择,所述的电极板中铝为铅(重量)的0.005~0.05%。当电极板中铝为铅(重量)的0.005~0.03%时效果更佳。
作为优选,上述蓄电池中的电解质是硅酸盐,而非目前普遍使用的硫酸溶液,这样的铅蓄电池,更环保。
由于铅晶蓄电池用硅酸盐取代硫酸溶液作电解质,从而克服了传统铅电池的很多缺点:铅晶电池不仅能大电流充放电,还能增加电池寿命;采用特殊合成的多元合金大幅度降低合金电阻,提高了氢的过电位,达到极小的气化速率;具有良好的工艺性和非常好的电性能,比改进前的铅酸电池放电平台宽度大出1/3以上。通过对特制的硅酸盐电解质,可以使有机物与无机酸共同起作用,无机硅晶提高了正极板表面的压力,阻止正极活性物质的软化脱落。从而进一步延长电池的使用寿命。
有益效果:(1)经过本发明的改进,铅晶电池的使用寿命长,相对于没有改进的铅酸电池循环放电都在400次左右,而铅晶蓄电池在额定容量放电60%的前提下,循环寿命700多次,相当于一般铅酸电池寿命近2倍,比目前先进高价的锂离子蓄电池循环寿命多200余次。(2)高倍率充放电性能好,铅晶蓄电池具有高倍率放电的特性,一般的铅酸电池放电只有3C(C:倍率),而铅晶蓄电池放电最大可以达到10C。(3)可快速充电:按用户需求生产的电池完全放空容量(电压降至零伏)之后,用脉动电流充电,可在半小时内充满全部容量。(4)深度放电性能好:铅晶蓄电池可深度放电到0V,继续充电可恢复全部额定容量,这一特性对一般铅酸电池来讲是难以达到的境界。深度放电循环使用寿命大于600次。(5)耐低温性能好:铅晶蓄电池的温度适应范围比较广,从-20度到50度都能适应,特别是在-20度的情况下,放电能达到87%,对广大低温地区是不可多得的首选产品。(6)环保性好:铅晶蓄电池采用的电解质处于晶状体,无漏液现象发生,不存在酸雾等挥发的有害物质,对土地、河流等都不会造成污染,符合绿色环保理念。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施作说明:
实施例1
以铅为基材,配以钙、锡、铝的合金,其中钙为铅(重量)的0.01%,锡为铅(重量)的0.2%,铝为铅(重量)的0.1%,经熔炼制作成电极板,配以硅酸钙为电解质,装配成铅晶蓄电池。进行充放电试验680次,铅晶蓄电池仍有额定容量的68%,放电倍率为9C。
实施例2
以铅为基材,配以钙、锡、铝的合金,其中钙为铅(重量)的0.03%,锡为铅(重量)的0.5%,铝为铅(重量)的0.05%,经熔炼制作成电极板,配以硅酸钙为电解质,装配成铅晶蓄电池。进行充放电试验610次,铅晶蓄电池仍有额定容量的70%,放电倍率为7C。
实施例3
以铅为基材,配以钙、锡、铝的合金,其中钙为铅(重量)的0.06%,锡为铅(重量)的0.8%,铝为铅(重量)的0.02%,经熔炼制作成电极板,配以硅酸钙为电解质,装配成铅晶蓄电池。进行充放电试验620次,铅晶蓄电池仍有额定容量的70%,放电倍率为7C。
实施例4
以铅为基材,配以钙、锡、铝的合金,其中钙为铅(重量)的0.08%,锡为铅(重量)的1.0%,铝为铅(重量)的0.01%,经熔炼制作成电极板,配以硅酸钙为电解质,装配成铅晶蓄电池。进行充放电试验650次,铅晶蓄电池仍有额定容量的68%,放电倍率为6C。
实施例5
以铅为基材,配以钙、锡、铝的合金,其中钙为铅(重量)的0.09%,锡为铅(重量)的3.0%,铝为铅(重量)的0.08%,经熔炼制作成电极板,配以硅酸钙为电解质,装配成铅晶蓄电池。进行充放电试验660次,铅晶蓄电池仍有额定容量的72%,放电倍率为7C。
实施例6
以铅为基材,配以钙、锡、铝的合金,其中钙为铅(重量)的0.5%,锡为铅(重量)的4.5%,铝为铅(重量)的0.08%,经熔炼制作成电极板,配以硅酸钙为电解质,装配成铅晶蓄电池。进行充放电试验670次,铅晶蓄电池仍有额定容量的68%,放电倍率为8C。
实施例7
以铅为基材,配以钙、锡、铝的合金,其中钙为铅(重量)的0.08%,锡为铅(重量)的1.0%,铝为铅(重量)的0.008%,经熔炼制作成电极板,配以硅酸钙为电解质,装配成铅晶蓄电池。进行充放电试验650次,铅晶蓄电池仍有额定容量的68%,放电倍率为6C。

Claims (10)

1.一种蓄电池,它包括电极板、电解质,其特征在于电极板是由铅、钙、锡、铝合金制作的。
2.根据权利要求1所述的一种蓄电池,其特征在于所述的电极板中铅为基材,电极板中钙为铅(重量)的0.01~1%。
3.根据权利要求2所述的一种蓄电池,其特征在于所述的电极板中钙为铅(重量)的0.05~0.5%。
4.根据权利要求3所述的一种蓄电池,其特征在于所述的电极板中钙为铅(重量)的0.08~0.1%。
5.根据权利要求1所述的一种蓄电池,其特征在于所述的电极板中铅为基材,电极板中锡为铅(重量)的0.1~5.0%。
6.根据权利要求5所述的一种蓄电池,其特征在于所述的电极板中锡为铅(重量)的0.5~1.0%。
7.根据权利要求1所述的一种蓄电池,其特征在于所述的电极板中铅为基材,电极板中铝为铅(重量)的0.001~0.1%。
8.根据权利要求7所述的一种蓄电池,其特征在于所述的电极板中铝为铅(重量)的0.005~0.05%。
9.根据权利要求8所述的一种蓄电池,其特征在于所述的电极板中铝为铅(重量)的0.005~0.03%。
10.根据权利要求1所述的一种蓄电池,其特征在于所述的电解质是硅酸盐溶液。
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