CN102208692A - 高容量全密封聚质晶体蓄电池及其制造工艺 - Google Patents

高容量全密封聚质晶体蓄电池及其制造工艺 Download PDF

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Abstract

本发明涉及高容量全密封聚质晶体蓄电池及其制造工艺，工艺包括：（1）电极板栅材料的制备，采用铅与稀土金属及添加剂，经高温真空磁化感应炉熔炼制取；（2）电池铅膏及活性物质的制备，将铅粉、单晶体电解质粉加水混合；（3）聚质单晶体电解质的制备，将单晶体电解质粉与凝胶聚丙烯等混合磁化。蓄电池包括外壳、正负极板栅、隔膜和电解质，正负极板栅上分别设有铅膏，正负极板栅分别与正负极端子连接；板栅的材料包括铅、稀土金属和添加剂；铅膏包括聚质单晶解质粉、铅粉和添加剂。电解质包括聚质单晶体电解质粉和硫酸水溶液。采用本发明材料和工艺制造铅酸蓄电池，电池容量较大，并且电池的环境适应性也有较大改善。

Description

高容量全密封聚质晶体蓄电池及其制造工艺
技术领域
本发明涉及蓄电池技术领域，尤其是一种高容量全密封聚质晶体蓄电池及其制造工艺。
背景技术
目前，现有的铅酸蓄电池一般包括壳体、正极板栅、负极板栅、隔膜和电解质，壳体上设有正极端子和负极端子，正极板栅和负极板栅设在壳体内，正极板栅和负极板栅之间设有隔膜。制造过程中，正极板栅和负极板栅上分别涂有铅膏以及活性物质，铅酸蓄电池的正极板栅通过汇流排与正极端子连接，负极板栅通过汇流排与负极端子连接。
现有的铅酸蓄电池通常存在重量大，体积大，电池容量不够大的缺陷，并且铅酸蓄电池的环境适应性能也不理想，一般在温度过低或过高的环境下，电池性能会受到较大影响。
发明内容
针对以上现有铅酸蓄电池的不足，本发明的目的是提供一种高容量全密封聚质晶体蓄电池及其制造工艺。
本发明的目的是通过采用以下技术方案来实现的：
高容量全密封聚质晶体蓄电池的制造工艺，包括以下步骤：
（1）电极板栅材料的制备，采用一定比例的铅与稀土金属以及添加剂，经过高温真空磁化感应炉熔炼制取复合母合金铅；
（2）电池铅膏及活性物质的制备，将铅粉、聚质单晶体电解质粉加水混合，再缓慢加入硫酸、添加剂混合；
（3）聚质单晶体电解质的制备，将聚质单晶体电解质粉与凝胶聚丙烯、硫酸钠、硫酸铈、硫酸镧、硫酸钐、磷酸以及硫酸水溶液混合，再经过磁化感应搅拌混合而成。
作为本发明的优选技术方案，所述步骤（1）包括：
（A）将铅加热至650℃-700℃形成铅液；
（B）将铅液倒入高温真空磁化感应炉中，与预先放入稀土金属以及钙、锡、铝，在真空状态下加温至1150℃-1200℃，熔化后冷却铸模，形成复合母合金（Pb-Re.Ca.Al.Sn）；
（C）在大熔炉的铅液中加入步骤（B）所得复合母合金，最后再加入银、铌、钛、铋、锶，在650℃-700℃混合搅拌均匀，冷却铸模。
作为本发明的优选技术方案，所述步骤（2）在加酸的同时还需用水间接循环冷却。
作为本发明的优选技术方案，所述步骤（3）包括：
（D）先将所述单晶体电解质粉与硫酸铈、硫酸镧、硫酸钐混合，再加入硫酸水溶液中混合搅拌形成母液；
（E）将凝胶聚丙烯、硫酸钠、磷酸添加剂、硫酸水溶液混合搅拌成子液；
（F）将上述步骤（D）所得母液与步骤（E）所得子液在常温状态下经过磁场磁化感应混合搅拌成聚质单晶体电解液，然后将所得电解液注入到抽取为真空状态的电池槽中。
蓄电池电极板栅材料，包括铅、稀土金属和添加剂，所述稀土金属包括钪、铕、镱、镝、铒；所述添加剂包括钙、锡、铝、银、铌、钛、铋、锶，其重量百分比如下：
钙为0.05%、锡为1.1%-1.8%、铝为0.01%、银为0.05%、铌0.01为%、钛为0.02%、铋为0.07%、锶为0.01%；
钪为0.132%、铕为0.132%、镱为0.132%、镝为0.132%、铒为0.132%；
余量为铅。
蓄电池电极铅膏，所述铅膏包括聚质单晶体电解质粉、铅粉、红丹、橡木屑、聚合物纤维、硫酸钡、硫酸、添加剂，其重量百分比如下：
聚质单晶体电解质粉为1%-5%、红丹为10%-30%、橡木屑为1%-3%、聚合物纤维为0.05%-0.07%、硫酸钡为0.5%-0.7%、硫酸为4%-8%、添加剂为1%-2%；
余量为铅粉。
蓄电池电解质，包括单晶体电解质粉、凝胶聚丙烯、硫酸钠、硫酸铈、硫酸镧、硫酸钐、磷酸、添加剂和硫酸水溶液，其重量百分比如下：单晶体电解质粉为7%-18%，凝胶聚丙烯为0.02%-0.5%，硫酸钠为0.2%-1.5%，硫酸铈、硫酸镧和硫酸钐为0.03%-0.3%，磷酸为0.01%-2%，添加剂为8%；
余量为硫酸水溶液。
高容量全密封聚质晶体蓄电池，包括外壳、正极板栅、负极板栅、隔膜和电解质，所述外壳上设有正极端子和负极端子，所述正极板栅和负极板栅上分别设有铅膏，正极板栅和负极板栅之间设有隔膜，所述正极板栅通过汇流排与正极端子连接，所述负极板栅通过汇流排与负极端子连接；
所述正极板栅和负极板栅的材料包括铅、稀土金属和添加剂，所述稀土金属包括钪、铕、镱、镝、铒；所述添加剂包括钙、锡、铝、银、铌、钛、铋、锶。
作为本发明的优选技术方案，所述铅膏包括聚质单晶解质粉、铅粉、红丹、橡木屑、聚合物纤维、硫酸钡、硫酸和添加剂。
作为本发明的优选技术方案，所述电解质包括聚质单晶体电解质粉、凝胶聚丙烯、硫酸钠、硫酸铈、硫酸镧、硫酸钐、磷酸、添加剂和硫酸水溶液。
本发明的有益效果是：相对于现有技术，本发明采用一定比例的铅与稀土合金以及少量的金属元素，经过特殊高温真空磁化感应炉熔炼制取特种复合母合金铅。采用聚质单晶体电解质粉与铅粉、红丹、橡木屑、聚合物纤维、硫酸钡、硫酸、添加剂等混合制备电池铅膏及活性物质，可以提高铅酸蓄电池的低温性能和耐高温性能。采用聚质单晶体（Polycell Crystal）电解质粉与凝胶聚丙烯、硫酸钠、硫酸铈、硫酸镧、硫酸钐、磷酸以及硫酸水溶液，经过特殊磁化感应搅拌混合制成电解质。
采用本发明材料和工艺制造的铅酸蓄电池，电池容量较大，并且铅酸蓄电池的环境适应性也有较大改善，提高了电池在温度过低或过高环境下的适应性能。
附图说明
下面结合附图与具体实施例对本发明作进一步说明：
图1是本发明负极板栅的结构示意图。
具体实施方式
高容量全密封聚质晶体蓄电池的制造工艺，包括以下步骤：
（1）电极板栅材料的制备，采用一定比例的铅与稀土金属以及添加剂，经过高温真空磁化感应炉熔炼制取复合母合金铅；
（2）电池铅膏及活性物质的制备，按配方将铅粉、聚质单晶体电解质粉加水混合，再缓慢加入硫酸、添加剂混合，当铅膏的密度和稠度合适时即可供涂板机使用。
（3）聚质单晶体电解质的制备，将聚质单晶体电解质粉与凝胶聚丙烯、硫酸钠、硫酸铈、硫酸镧、硫酸钐、磷酸以及硫酸水溶液混合，再经过磁化感应搅拌混合而成。
本实施例中，所述步骤（1）包括：（A）将铅加热至650℃-700℃形成铅液；（B）将铅液倒入高温真空磁化感应炉中，与预先放入稀土金属以及钙、锡、铝，在真空状态下加温至1150℃-1200℃，熔化后冷却铸模，形成复合母合金；（C）在大熔炉的铅液中加入步骤（B）所得复合母合金，最后再加入银、铌、钛、铋、锶，在650℃-700℃混合搅拌均匀，冷却铸模。本实施例所述步骤（2）在加酸的同时还需用水间接循环冷却。
本实施例所述步骤（3）包括：（D）先将所述单晶体电解质粉（PCsi）与硫酸铈、硫酸镧、硫酸钐混合，再加入硫酸水溶液中混合搅拌形成母液；（E）将凝胶聚丙烯、硫酸钠、磷酸添加剂、硫酸水溶液混合搅拌成子液；（F）将上述步骤（D）所得母液与步骤（E）所得子液在常温状态下经过磁场磁化感应混合搅拌成聚质单晶体电解液，然后将所得电解液注入到抽取为真空状态的电池槽中。
蓄电池电极板栅材料，包括铅、稀土金属和添加剂，所述稀土金属包括钪、铕、镱、镝、铒；所述添加剂包括钙、锡、铝、银、铌、钛、铋、锶，其重量百分比如下：
钙为0.05%、锡为1.1%-1.8%、铝为0.01%、银为0.05%、铌0.01为%、钛为0.02%、铋为0.07%、锶为0.01%，作为较佳的实施方式，锡的优选值为1.5%；
钪为0.132%、铕为0.132%、镱为0.132%、镝为0.132%、铒为0.132%；余量为铅。
蓄电池电极铅膏，包括聚质单晶体电解质粉、铅粉、红丹、橡木屑、聚合物纤维、硫酸钡、硫酸、添加剂，其重量百分比如下：
聚质单晶体电解质粉为1%-5%、红丹为10%-30%、橡木屑为1%-3%、聚合物纤维为0.05%-0.07%、硫酸钡为0.5%-0.7%、硫酸为4%-8%、添加剂为1%-2%；余量为铅粉。
蓄电池电解质，包括单晶体电解质粉、凝胶聚丙烯、硫酸钠、硫酸铈、硫酸镧、硫酸钐、磷酸、添加剂和硫酸水溶液，其重量百分比如下：单晶体电解质粉为7%-18%，凝胶聚丙烯为0.02%-0.5%，硫酸钠为0.2%-1.5%，硫酸铈、硫酸镧和硫酸钐为0.03%-0.3%，磷酸为0.01%-2%，添加剂为8%；余量为硫酸水溶液。
如图1所示，高容量全密封聚质晶体蓄电池，包括外壳、正极板栅、负极板栅4、隔膜和电解质，电池正极板栅和负极板栅4的形状设为正方形或长方形。所述外壳上设有正极端子和负极端子3，正极板栅和负极板栅4上分别设有铅膏，正极板栅和负极板栅4之间设有隔膜，所述正极板栅通过汇流排与正极端子连接，负极板栅4通过汇流排1与负极端子3连接。图1中多块负极板栅4构成负极群，负极群的底端边缘设有极耳5，极耳5与一垂直向上浇注而成的汇流排1连接，汇流排1顶端通过导电条2连接电池的负极端子3。
本实施例中，所述正极板栅和负极板栅的材料包括铅、稀土金属和添加剂，所述稀土金属包括钪、铕、镱、镝、铒；所述添加剂包括钙、锡、铝、银、铌、钛、铋、锶。所述铅膏包括聚质单晶解质粉、铅粉、红丹、橡木屑、聚合物纤维、硫酸钡、硫酸和添加剂。所述电解质包括聚质单晶体电解质粉、凝胶聚丙烯、硫酸钠、硫酸铈、硫酸镧、硫酸钐、磷酸、添加剂和硫酸水溶液。

Claims (10)

1.一种高容量全密封聚质晶体蓄电池的制造工艺，其特征是所述工艺包括以下步骤：
（1）电极板栅材料的制备，采用一定比例的铅与稀土金属以及添加剂，经过高温真空磁化感应炉熔炼制取复合母合金铅；
（2）电池铅膏及活性物质的制备，将铅粉、聚质单晶体电解质粉加水混合，再缓慢加入硫酸、添加剂混合；
（3）聚质单晶体电解质的制备，将聚质单晶体电解质粉与凝胶聚丙烯、硫酸钠、硫酸铈、硫酸镧、硫酸钐、磷酸以及硫酸水溶液混合，再经过磁化感应搅拌混合而成。
2.根据权利要求1所述的高容量全密封聚质晶体蓄电池的制造工艺，其特征是所述步骤（1）包括：
（A）将铅加热至650℃-700℃形成铅液；
（B）将铅液倒入高温真空磁化感应炉中，与预先放入稀土金属以及钙、锡、铝，在真空状态下加温至1150℃-1200℃，熔化后冷却铸模，形成复合母合金；
（C）在大熔炉的铅液中加入步骤（B）所得复合母合金，最后再加入银、铌、钛、铋、锶，在650℃-700℃混合搅拌均匀，冷却铸模。
3.根据权利要求1所述的高容量全密封聚质晶体蓄电池的制造工艺，其特征是所述步骤（2）在加酸的同时还需用水间接循环冷却。
4.根据权利要求1所述的高容量全密封聚质晶体蓄电池的制造工艺，其特征是所述步骤（3）包括：
（D）先将所述单晶体电解质粉与硫酸铈、硫酸镧、硫酸钐混合，再加入硫酸水溶液中混合搅拌形成母液；
（E）将凝胶聚丙烯、硫酸钠、磷酸添加剂、硫酸水溶液混合搅拌成子液；
（F）将上述步骤（D）所得母液与步骤（E）所得子液在常温状态下经过磁场磁化感应混合搅拌成聚质单晶体电解液，然后将所得电解液注入到抽取为真空状态的电池槽中。
5.根据权利要求1所述的一种蓄电池电极板栅材料，包括铅、稀土金属和添加剂，其特征是：所述稀土金属包括钪、铕、镱、镝、铒；所述添加剂包括钙、锡、铝、银、铌、钛、铋、锶，其重量百分比如下：
钙为0.05%、锡为1.1%-1.8%、铝为0.01%、银为0.05%、铌0.01为%、钛为0.02%、铋为0.07%、锶为0.01%；
钪为0.132%、铕为0.132%、镱为0.132%、镝为0.132%、铒为0.132%；
余量为铅。
6.根据权利要求1所述的一种蓄电池电极铅膏，其特征是：所述铅膏包括聚质单晶解质粉、铅粉、红丹、橡木屑、聚合物纤维、硫酸钡、硫酸、添加剂，其重量百分比如下：
聚质单晶体电解质粉为1%-5%、红丹为10%-30%、橡木屑为1%-3%、聚合物纤维为0.05%-0.07%、硫酸钡为0.5%-0.7%、硫酸为4%-8%、添加剂为1%-2%；
余量为铅粉。
7.根据权利要求1所述的一种蓄电池电解质，其特征是：所述电解质包括聚质单晶体电解质粉、凝胶聚丙烯、硫酸钠、硫酸铈、硫酸镧、硫酸钐、磷酸、添加剂和硫酸水溶液，其重量百分比如下：单晶体电解质粉为7%-18%，凝胶聚丙烯为0.02%-0.5%，硫酸钠为0.2%-1.5%，硫酸铈、硫酸镧和硫酸钐为0.03%-0.3%，磷酸为0.01%-2%，添加剂为8%；
余量为硫酸水溶液。
8.根据权利要求1所述的高容量全密封聚质晶体蓄电池，包括外壳、正极板栅、负极板栅、隔膜和电解质，其特征是：所述外壳上设有正极端子和负极端子，所述正极板栅和负极板栅上分别设有铅膏，正极板栅和负极板栅之间设有隔膜，所述正极板栅通过汇流排与正极端子连接，所述负极板栅通过汇流排与负极端子连接；
所述正极板栅和负极板栅的材料包括铅、稀土金属和添加剂，所述稀土金属包括钪、铕、镱、镝、铒；所述添加剂包括钙、锡、铝、银、铌、钛、铋、锶。
9.根据权利要求8所述的高容量全密封聚质晶体蓄电池，其特征是：所述铅膏包括聚质单晶体电解质粉、铅粉、红丹、橡木屑、聚合物纤维、硫酸钡、硫酸和添加剂。
10.根据权利要求8所述的高容量全密封聚质晶体蓄电池，其特征是：所述电解质包括聚质单晶体电解质粉、凝胶聚丙烯、硫酸钠、硫酸铈、硫酸镧、硫酸钐、磷酸、添加剂和硫酸水溶液。
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