CN102024946B - 铅蓄电池极板活性物质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种铅蓄电池极板活性物质，其中正极活性物质的组分及质量配比为：铅粉100，导电纤维0.01～2，金属氧化物0.1～5，导电碳材料0.1～2，羧甲基纤维素钠0.01～1，稀硫酸1～15；负极活性物质的组分及质量配比为：铅粉100，导电纤维0.01～2，导电碳材料0.1～5，硫酸钡0.1～0.6，腐植酸0.2～1，木素0.01～0.1，稀硫酸1～15。本发明对活性物质的组分和配比进行改进和优化，含有多种碳材料，制作的极板组装成的铅蓄电池具有优异的低温性能，良好的高倍率放电性能，并且充放电循环寿命长，特别在应用于电驱动车辆的市场竞争中具有很强的优势。
Description
技术领域
本发明涉及一种铅蓄电池极板活性物质，属于铅蓄电池极板领域。
背景技术
近年来，随着石油价格的一涨再涨。电驱动车辆的研发和使用热潮变得势不可挡。目前实际用作驱动车辆的核心部件----蓄电池有锂离子电池、金属氢化物镍电池、铅蓄电池等等，其中技术成熟、价格适中的铅蓄电池占有绝对的比例。但铅电池存在低温性能差、寿命短的致命缺陷，随着锂离子电池、金属氢化物镍电池工艺技术的进一步成熟，产品价格的进一步降低，铅蓄电池很有可能会逐渐淡出电驱动车辆这块市场。铅电池的上述缺陷关键在于电池极板活性物质的组分及配比不完善、不合理，急需研究改进。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有铅蓄电池的不足之处，提供一种能提高铅蓄电池低温性能和充放电循环寿命的铅蓄电池极板活性物质。
本发明的技术方案是：铅蓄电池极板活性物质，由正极活性物质和负极活性物质配合使用，其改进之处是正极活性物质的组分及质量配比为：铅粉100，导电纤维0.01～2，金属氧化物0.1～5，导电碳材料0.1～2，羧甲基纤维素钠0.01～1，稀硫酸1～15；负极活性物质的组分及质量配比为：铅粉100，导电纤维0.01～2，导电碳材料0.1～5，硫酸钡0.1～0.6，腐植酸0.2～1，木素0.01～0.1，稀硫酸1～15。
进一步的方案是：所述导电纤维为长度为3～5mm的石墨纤维；所述稀硫酸的质量百分比浓度为50％；所述导电碳材料为纳米碳管、超导碳、石墨导电剂KS15、石墨导电剂KS6中的一种或几种组合；所述金属氧化物为氧化锡、氧化铋、氧化铈中的一种或几种组合。
本发明对铅蓄电池极板活性物质的组分和配比进行改进和优化，含有多种碳材料，大大提高了自身导电性和抗低温性能，由其制作的极板组装成的铅蓄电池具有以下显著优点：
(1)电池充放电循环寿命长，80％放电深度达1500次以上。
(2)使用温度范围宽，能在55℃～-40℃的范围内使用，特别是低温放电性能优越。
(3)有较好的充放电性能，高倍率充放电性能好。
(4)生产和使用过程对环境无污染，废电池可以回收。
(5)成本和现有普通铅酸电池的成本持平。
具体实施方式
实施例1
正极活性物质制备和正极板制作：取铅粉100公斤、石墨纤维0.01公斤、氧化锡0.1公斤、纳米碳管0.1公斤、羧甲基纤维素钠0.01公斤、硫酸(50％质量百分比)8公斤，适量的水，将上述原料在60℃下进行和膏，上涂布机进行涂布，将所涂极板在50℃、相对湿度95％～100％的条件下进行固化，时间不小于36h，固化结束后用70℃进行12h干燥，将干燥后生成的生正极板放入电解液中化成，化成后得到可用正极板。
负极活性物质制备和负极板制作：取铅粉100公斤、石墨纤维0.01公斤、纳米碳管0.1公斤、硫酸钡0.1公斤、腐植酸0.2公斤、木素0.01公斤、硫酸(50％质量百分比)8公斤，适量的水，将上述原料在60℃以下进行和膏，上涂布机进行涂布，将所涂极板放入50℃、相对湿度95％～100％的条件下进行固化，时间不小于36h，固化结束后用70℃进行干燥12h，将干燥后生成的生负极板放入电解液中化成，化成后得到可用负极板。
将成品正、负极板装入电池壳内，注入1.40g/cm3的稀硫酸作为电解液，制成铅蓄电池。
将成品铅蓄电池按电动汽车用铅酸蓄电池标准QC/T742-2006进行测试，-20℃2C容量可以达到0.85C5；-40℃2C容量可以达到0.625C5。80％放电深度循环达1500次以上。
实施例2
取铅粉100公斤、石墨纤维0.1公斤、氧化铋0.5公斤、KS15(石墨导电剂)0.1公斤、超导碳0.5公斤、羧甲基纤维素钠0.01公斤、硫酸(50％质量百分比)8公斤，适量的水，将上述原料在60℃以下进行和膏，上涂布机进行涂布，将所涂极板放入50℃、相对湿度95％～100％的条件下进行固化，时间不小于36h，固化结束后用70℃进行12h干燥，将干燥后生成的生正极板放入电解液中化成，化成后得到可用正极板。
取铅粉100公斤、石墨纤维0.01公斤、KS 15(石墨导电剂)0.5公斤、高硼石墨0.5公斤、硫酸钡0.1公斤、腐植酸0.2公斤、木素0.01公斤、硫酸(50％质量百分比)8公斤，适量的水，将上述原料在60℃以下进行和膏，上涂布机进行涂布，将所涂极板放入50℃、相对湿度95％～100％的条件下进行固化，时间不小于36h，固化结束后用70℃进行12h干燥，将干燥后生成的生负极板放入电解液中化成，化成后得到可用负极板。
将成品正、负极板装入电池壳内，注入1.40g/cm3的稀硫酸作为电解液，制成铅蓄电池。
将成品铅蓄电池按电动汽车用铅酸蓄电池标准QC/T742-2006进行测试，-20℃2C容量可以达到0.85C5；-40℃2C容量可以达到0.64C5。80％放电深度循环达1500次以上。
实施例3
取铅粉100公斤、石墨纤维0.15公斤、氧化铈和氧化锡各0.2公斤、纳米碳管0.1公斤、高硼石墨0.3公斤、羧甲基纤维素钠0.01公斤、硫酸(50％质量百分比)8公斤，适量的水，将上述原料在60℃以下进行和膏，上涂布机进行涂布，将所涂极板放入50℃、相对湿度95％～100％的条件下进行固化，时间不小于36h，固化结束后用70℃进行12h干燥，将干燥后生成的生正极板放入电解液中化成，化成后得到可用正极板。
取铅粉100公斤、石墨纤维1公斤、超导碳0.3公斤、硫酸钡0.4公斤、腐植酸0.5公斤、木素0.05公斤、硫酸(50％质量百分比)10公斤，适量的水，将上述原料在60℃以下进行和膏，上涂布机进行涂布，将所涂极板放入50℃、相对湿度95％～100％的条件下进行固化，时间不小于36h，固化结束后用70℃进行12h干燥，将干燥后生成的生负极板放入电解液中化成，化成后得到可用负极板。
将成品正、负极板装入电池壳内，注入1.40g/cm3的稀硫酸作为电解液，制成铅蓄电池。
将成品铅蓄电池按电动汽车用铅酸蓄电池标准QC/T742-2006进行测试，-20℃2C容量可以达到0.83C 5；-40℃2C容量可以达到0.615C5。80％放电深度循环达1500次以上。
本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。
Claims (5)
1.一种铅蓄电池极板活性物质，由正极活性物质和负极活性物质配合使用，其特征是正极活性物质的组分及质量配比为：铅粉100，导电纤维0.01～2，金属氧化物0.1～5，导电碳材料0.1～2，羧甲基纤维素钠0.01～1，稀硫酸1～15；负极活性物质的组分及质量配比为：铅粉100，导电纤维0.01～2，导电碳材料0.1～5，硫酸钡0.1～0.6，腐植酸0.2～1，木素0.01～0.1，稀硫酸1～15。
2.按权利要求1所述铅蓄电池极板活性物质，其特征是所述导电纤维为长度为3～5mm的石墨纤维。
3.按权利要求1所述铅蓄电池极板活性物质，其特征是所述稀硫酸的质量百分比浓度为50％。
4.按权利要求1所述铅蓄电池极板活性物质，其特征是所述导电碳材料为纳米碳管、超导碳、石墨导电剂KS15、石墨导电剂KS6中的一种或几种组合。
5.按权利要求1所述铅蓄电池极板活性物质，其特征是所述金属氧化物为氧化锡、氧化铋、氧化铈中的一种或几种组合。
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| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C17 | Cessation of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20130327 Termination date: 20130630 |