CN102044707A - 电动车用高能量密封型免维护铅酸蓄电池 - Google Patents

电动车用高能量密封型免维护铅酸蓄电池 Download PDF

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Abstract

本发明提出一种电动车用高能量密封型免维护铅酸蓄电池，该电池1倍率放电时间达到65分钟，10小时率重量比能量达到40Wh/kg。按国家标准要求的循环寿命制式(350次)，检验结果大于350次。

Description

电动车用高能量密封型免维护铅酸蓄电池
技术领域：电动车已成为二十一世纪世界各国争相研制生产的热点。电动车商品化的最主要问题是提供优质的能源-电池。本发明为新材料领域。
背景技术：目前国际上可应用在电动车上的电池有燃料电池、锂离子电池、镍-氢化物电池、镍-镉电池和电动车用高能量密封型免维护铅酸蓄电池。燃料电池虽然有其独特的性能，但是由于其许多技术难题还没有解决，产业化还需要相当长时间，即使可以产业化提供电动车燃料电池也会严重地受到价格、体积等的影响，仅仅在部分电动车如：电动汽车上应用、对于电动摩托车、电动助力车的应用还是存在着差距，尤其是性能价格比方面。锂离子电池的价格昂贵、资源短缺，民用化的电动车应用锂离子电池是相当困难的。镍-镉电池由于其严重的污染，已被世界许多国家严格限制。镍-氢化物电池是电动车很好的配套电池，但由于其价格高电池生产原材料昂贵，该电池的普及尤其在第三世界还有着相当的困难。铅酸蓄电池以其价格低廉、性能稳定，将成为电动车尤其是发展中国家所盛兴地电动汽车、电动摩托车、电动助力车的首选电源。然而，普通铅酸蓄电池由于其比能量低、高倍率放电性能差，而严重地阻碍了铅酸蓄电池在电动车上的应用。为此提高铅酸蓄电池的性能，使之比能量提高，以及优良的性能价格比，将为电动车提供性能好、价格低的电源。
发明内容：本发明的目的就是提供一种电动车用电动车用高能量密封型免维护铅酸蓄电池。本发明的目的是这样实现的：电池的正极极板采用板栅合金材料与活性物质的共格氧化处理，使板栅合金材料表面的氧化物与活性物共格。
本发明提出一种电动车用高能量密封型免维护铅酸蓄电池，其特征在于：电池的正极极板采用板栅合金材料与活性物质的共格氧化处理，使板栅合金材料表面的氧化物与活性物共格；
正极板栅合金材料的组成为：
Pb+Ax+Bg+Cy+Du+Eq+Fw+Gt
其中：A＝Cu    x＝0.01～0.06％；
      B＝Ba    g＝0.001～0.005％；
      C＝Bi    y＝0.005～0.01％；
      D＝Al    u＝0.03～0.06％；
      E＝Sn    q＝0.05～0.1％；
      F＝Ag    w＝0.05～0.1％；
      G＝Ca    t＝0.08～0.15％；
合金材料的最大合金元素含量＜2.0％，用该组分合金材料铸成电池的正极板栅，对板栅作表面冲击处理，后作48小时的时效处理，正极活性物质组合物选用氧化度为：78-82％的铅粉100Kg，加入硫酸溶液7.5L，加入胶体石墨250g，加入硫酸羟胺50g，将该活性物质组合物涂于正极板栅后进行48小时的固化处理，使固化过程生成的氧化物共格，干燥24小时；负极板进行超低温放电的处理，负极板栅合金材料的组分为：Pb+0.12％Ca+0.01％Bi+0.15％Cu+0.02％Al+0.2％Sn；负极活性物质组合物采用：75-78％氧化度的铅粉100Kg，加入5.5L硫酸溶液，加入0.6％硫酸钡，加入0.7％的腐植酸，加入0.3％α·β萘酸，加入0.2％乙炔黑，将该组分的活性物质组合物涂于负极板栅，通过48小时的固化处理，干燥24小时；该电池的电解液比重为1.30g/cm3的硫酸溶液，加入0.02％的无水硫酸钠；电池的隔板采用玻璃纤维隔膜，外壳采用ABS塑料；
按照上述配方制成的正、负极板，通过固化、化成、装配成电动车用高能量密封型免维护铅酸蓄电池。
具体实施方式：
实施例1：
生产12V10Ah电动助力车用高能量密封型免维护铅酸蓄电池：
1)用铅合金铸板炉将500kg含量为99.994％的纯铅熔化，温度升至500℃，加入300g分析纯金属铜、加入25g分析纯金属钡、加入10g分析纯金属铋、加入300g分析纯金属铝、加入2500g分析纯金属锡、加入250g分析纯金属银，加入750g分析纯金属钙搅拌均匀后，铸成12V10Ah的正极板栅。
2)在合膏机中加入100kg铅粉，铅粉氧化度为80％，加入比重为1.25g/cm3的硫酸溶液7.5L，加入250g的胶体石墨、加入硫酸羟胺50g，在合膏机中搅拌60分钟，用纯水将铅膏视比重调至为4.2g/cm3。
3)将正极铅膏涂于正极板栅上，制成正极极板。
4)用铅合金铸板炉将500kg含量为99.994％的纯铅熔化，温度升至500℃，加入600g金属钙、加入50g分析纯金属铋、加入750g分析纯金属铜、加入60g分析纯金属铝、加入1000g的分析纯金属锡，搅拌均匀后，铸成12V10Ah的负极板栅。
5)在合膏机中加入100kg铅粉，铅粉氧化度为78％，加入比重为1.25g/cm3的硫酸溶液5.5L，加入60g硫酸钡、加入70g腐植酸、加入30gα·β萘酸、加入乙炔黑20g，在合膏机中搅拌60分钟，用纯水将铅膏视比重调至为4.1g/cm3。
6)将负极铅膏涂于负极板栅上，制成负极极板。
7)将正负极板放入固化室进行48h固化，24小时。
8)将干燥后的正负极板进行24h的化成处理，化成后将正负极板修整，组装成12V10Ah电池。
9)组装后的电池加入比重为1.30g/cm3的电解液，电解液中加入0.02％的无水硫酸钠。
10)将注液后的电池进行检测，其主要测试结果如下：
12y10Ah电动助力车用高能量密封型免维护铅酸蓄电池检测对比表
  性能指标   国家标准   实测结果
  5A放电时间   120分钟   165分钟
  1CA放电时间   27分钟   65分钟
  循环寿命   350次   ＞350次

Claims (5)

1.本发明提出一种电动车用高能量密封型免维护铅酸蓄电池，其特征在于：电池的正极极板采用板栅合金材料与活性物质的共格氧化处理，使板栅合金材料表面的氧化物与活性物共格；
正极板栅合金材料的组成为：
Pb+Ax+Bg+Cy+Du+Eq+Fw+Gt
其中：A＝Cu    x＝0.01～0.06％；
      B＝Ba    g＝0.001～0.005％；
      C＝Bi    y＝0.005～0.01％；
      D＝Al    u＝0.03～0.06％；
      E＝Sn    q＝0.05～0.1％；
      F＝Ag    w＝0.05～0.1％；
      G＝Ca    t＝0.08～0.15％；
合金材料的最大合金元素含量＜2.0％，用该组分合金材料铸成电池的正极板栅，对板栅作表面冲击处理，后作48小时的时效处理，正极活性物质组合物选用氧化度为：78-82％的铅粉100Kg，加入硫酸溶液7.5L，加入胶体石墨250g，加入硫酸羟胺50g，将该活性物质组合物涂于正极板栅后进行48小时的固化处理，使固化过程生成的氧化物共格，干燥24小时；负极板进行超低温放电的处理，负极板栅合金材料的组分为：Pb+0.12％Ca+0.01％Bi+0.15％Cu+0.2％Sn+0.02％Al；负极活性物质组合物采用：75-78％氧化度的铅粉100Kg，加入5.5L硫酸溶液，加入0.6％硫酸钡，加入0.7％的腐植酸，加入0.3％α·β萘酸，加入0.2％乙炔黑，将该组分的活性物质组合物涂于负极板栅，通过48小时的固化处理，干燥24小时；该电池的电解液比重为1.30g/cm3的硫酸溶液，加入0.02％的无水硫酸钠；电池的隔板采用玻璃纤维隔膜，外壳采用ABS塑料；
按照上述配方制成的正、负极板，通过固化、化成、装配成电动车用高能量密封型免维护铅酸蓄电池。
2.按照权利要求1所述的电动车用高能量密封型免维护铅酸蓄电池，其特征在于：
正极板栅合金材料选用：
Pb+Ax+Bg+Cy+Du+Eq+Fw+Gt
其中：A＝Cu    x＝0.01～0.02％；
      B＝Ba    g＝0.001～0.002％；
      C＝Bi    y＝0.005～0.007％；
      D＝Al    u＝0.03～0.05％；
      E＝Sn    q＝0.05～0.07％；
      F＝Ag    w＝0.05～0.07％；
      G＝Ca    t＝0.08～0.10％。
3.按照权利要求1所述的电动车用高能量密封型免维护铅酸蓄电池，其特征在于：
正极板栅合金材料选用：
Pb+Ax+Bg+Cy+Du+Eq+Fw+Gt
其中：A＝Cu    x＝0.01～0.04％；
      B＝Ba    g＝0.002～0.005％；
      C＝Bi    y＝0.007～0.01％；
      D＝Al    u＝0.04～0.06％；
      E＝Sn    q＝0.07～0.1％；
      F＝Ag    w＝0.07～0.1％；
      G＝Ca    t＝0.08～0.12％。
4.按照权利要求1所述的电动车用高能量密封型免维护铅酸蓄电池，其特征在于：
正极板栅合金材料选用：
Pb+Ax+Bg+Cy+Du+Eq+Fw+Gt
其中：A＝Cu    x＝0.04～0.06％；
      B＝Ba    g＝0.003～0.005％；
      C＝Bi    y＝0.009～0.01％；
      D＝Al    u＝0.05～0.06％；
      E＝Sn    q＝0.09～0.1％；
      F＝Ag    w＝0.09～0.1％；
      G＝Ca    t＝0.10～0.12％。
5.按照权利要求1所述的电动车用高能量密封型免维护铅酸蓄电池，其特征在于：
正极板栅合金材料选用：
Pb+Ax+Bg+Cy+Du+Eq+Fw+Gt
其中：A＝Cu    x＝0.02～0.05％；
      B＝Ba    g＝0.004～0.005％；
      C＝Bi    y＝0.005～0.01％；
      D＝Al    u＝0.02～0.06％；
      E＝Sn    q＝0.05～0.1％；
      F＝Ag    w＝0.07～0.1％；
      G＝Ca    t＝0.12～0.15％。
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PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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