CN103280582A - 阀控式铅酸蓄电池 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种阀控式铅酸蓄电池，其正极板铅膏中活性物质按重量百分比为：铅粉：68~81%，红丹：3~12%，短纤维：0.05~0.15%，去离子水：7~11%，密度为1.4g/mL的硫酸：5~10%，添加剂：0.2~1%；其负极板铅膏中活性物质按重量百分比为：铅粉：68~82%，短纤维：0.1~0.3%，去离子水：6~15%，密度为1.4g/mL的硫酸：5~15%，乙炔黑：0.1~0.5%，腐植酸：0.1~1%，木素：0.1~1%，硫酸钡：0.5~0.8%。本发明正负极配方制成阀控式铅酸蓄电池，低温放电性能大幅提高，-40℃放电容量达到常温容量的50%以上。

Description

阀控式铅酸蓄电池
技术领域
本发明涉及一种电化学技术领域，具体是指一种适用于低温环境下的阀控式铅酸蓄电池。
背景技术
阀控式密封铅酸蓄电池作为主电源或备用电源广泛用于潜艇、坦克、计算机、通讯、太阳能电池等，在一些特殊使用领域或使用地区，对电池的低温性能也提出了更高的要求。产品测试要求，-40℃低温5小时率（终止电压10.2V）容量不低于常温容量的30%。而采用普通的铅膏配方，-40℃低温容量会降到常温的30%左右，这样产品合格率非常低。其原因有温度降低时电解液粘度增加，渗透能力减弱；同时电池内阻增大，内部电压降增大；在这些因素作用下，电池放电容量减少。另外，在低温环境条件使用，普通的阀控式铅酸蓄电池负极活性物质随温度下降充电接受能力迅速降低，电池充电接受能力降低，会进一步降低电池的放电性能，导致电池的低温性能满足不了使用要求。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点及偏见，提供了一种适用于低温环境下的阀控式铅酸蓄电池，可以提高电池低温放电性能，适于低温环境下使用的超低温铅酸蓄电池。
为实现上述目的，本发明所设计一种阀控式铅酸蓄电池，它包括正极板和负极板；
所述正极板其铅膏中活性物质按重量百分比为：铅粉：68~81%，红丹：3~12%，短纤维：0.05~0.15%，去离子水：7~11%，密度为1.4g/mL的硫酸：5~10%，添加剂：0.2~1%；其中，所述添加剂为胶体石墨、活性炭、亚氧化钛中的一种或几种任意比例的组合；
所述负极板其铅膏中活性物质按重量百分比为：铅粉：68~82%，短纤维：0.1~0.3%，去离子水：6~15%，密度为1.4g/mL的硫酸：5~15%，乙炔黑：0.1~0.5%，腐植酸：0.1~1%，木素：0.1~1%，硫酸钡：0.5~0.8%。
进一步地，所述正极板其铅膏中活性物质按重量百分比为：铅粉：75~81%，红丹：3.5~12%，短纤维：0.05~0.15%，去离子水：7~11%，密度为1.4g/mL的硫酸：5~10%，添加剂：0.2~1%。
所述负极板其铅膏中活性物质按重量百分比为：铅粉：77~82%，短纤维：0.1~0.3%，去离子水：10~12%，密度为1.4g/mL的硫酸：7~9%，乙炔黑：0.1~0.5%，腐植酸：0.1~1%，木素：0.1~1%，硫酸钡：0.5~0.8%。
再进一步地，所述正极板其铅膏中活性物质按重量百分比为：铅粉：72%，红丹：8%，短纤维：0.05%，去离子水：9%，密度为1.4g/mL的硫酸：9.95%，添加剂：1%。
所述负极板其铅膏中活性物质按重量百分比为：铅粉：79.77%，短纤维：0.15%，去离子水：9.5%，密度为1.4g/mL的硫酸：8.5%，乙炔黑：0.3%，腐植酸：0.8%，木素：0.33%，硫酸钡：0.65%。
本发明的有益效果：
1、本发明的正极板中导电添加剂的加入，可以使极板电阻降低，电池低温放电性能显著提高；提高了正极活性物质的转换效率，正极板更容易化透；保证了正极板高的孔率，更利于酸液向极板内部扩散，提高了活性物质利用率。
2、本发明的负极板相对于阀控式铅酸蓄电池常规配方而言主要优势有：
①提高木素、腐植酸的添加比例，更有效避免了硫酸铅钝化层的形成，提高了电池低温放电容量；
②胶体石墨的加入，提高了极板活性物质的导电性，电池充放电性能更好；
③活性炭的加入，保证了负极板高的孔率，更利于酸液向极板内部扩散，提高了活性物质利用率。
3、本发明正负极配方制成阀控式铅酸蓄电池，低温放电性能大幅提高，-40℃放电容量达到常温容量的50%以上，如图1中，本发明制作的电池与常规电池在-40℃条件下的放电曲线对比图。
附图说明
图1为本发明配方制作的电池与常规电池在-40℃条件下的放电曲线对比图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细描述，以便本领域技术人员理解。
实施例1
阀控式铅酸蓄电池，它包括正极板和负极板；
所述正极板其铅膏中活性物质按重量百分比为：铅粉：81%，短纤维：0.10%，去离子水：10%，密度为1.4g/mL的硫酸：7.9%，胶体石墨：1.0%。
所述负极板其铅膏中活性物质按重量百分比为：铅粉：79%，短纤维：0.3%，去离子水：9.6%，密度为1.4g/mL的硫酸：7.8%，乙炔黑：0.5%，腐植酸：1%，木素：1%，硫酸钡：0.8%。
实施例2
阀控式铅酸蓄电池，它包括正极板和负极板；
所述正极板其铅膏中活性物质按重量百分比为：铅粉：68%，红丹：10.65%，短纤维：0.15%，去离子水：11%，密度为1.4g/mL的硫酸：10%，活性炭：0.4%。
所述负极板其铅膏中活性物质按重量百分比为：铅粉：82%，短纤维：0.1%，去离子水：9.4%，密度为1.4g/mL的硫酸：6.8%，乙炔黑：0.1%，腐植酸：0.8%，木素：0.3%，硫酸钡：0.5%。
实施例3
阀控式铅酸蓄电池，它包括正极板和负极板；
所述正极板其铅膏中活性物质按重量百分比为：铅粉：75%，红丹：5%，短纤维：0.1%，去离子水：11%，密度为1.4g/mL的硫酸：8%，亚氧化钛：0.9%。
所述负极板其铅膏中活性物质按重量百分比为：铅粉：79%，短纤维：0.2%，去离子水：9.6%，密度为1.4g/mL的硫酸：9%，乙炔黑：0.4%，腐植酸：0.9%，木素：0.3%，硫酸钡：0.6%。
实施例4
阀控式铅酸蓄电池，它包括正极板和负极板；
所述正极板其铅膏中活性物质按重量百分比为：铅粉：70%，红丹：12%，短纤维：0.08%，去离子水：10%，密度为1.4g/mL的硫酸：7%，胶体石墨和活性炭：0.92%。
所述负极板其铅膏中活性物质按重量百分比为：铅粉：80.45%，短纤维：0.15%，去离子水：10%，密度为1.4g/mL的硫酸：7%，乙炔黑：0.3%，腐植酸：0.8%，木素：0.6%，硫酸钡：0.7%。
实施例5
阀控式铅酸蓄电池，它包括正极板和负极板；
所述正极板其铅膏中活性物质按重量百分比为：铅粉：72%，红丹：8%，短纤维：0.05%，去离子水：9%，密度为1.4g/mL的硫酸：9.95%，胶体石墨、活性炭和亚氧化钛：1%。
所述负极板其铅膏中活性物质按重量百分比为：铅粉：79.77%，短纤维：0.15%，去离子水：9.5%，密度为1.4g/mL的硫酸：8.5%，乙炔黑：0.3%，腐植酸：0.8%，木素：0.33%，硫酸钡：0.65%。
实施例6
阀控式铅酸蓄电池，它包括正极板和负极板；
所述正极板其铅膏中活性物质按重量百分比为：铅粉：74%，红丹：6.3%，短纤维：0.1%，去离子水：10%，密度为1.4g/mL的硫酸：9%，胶体石墨：0.6%。
所述负极板其铅膏中活性物质按重量百分比为：铅粉：79%，短纤维：0.2%，去离子水：10.6%，密度为1.4g/mL的硫酸：8%，乙炔黑：0.3%，腐植酸：0.9%，木素：0.4%，硫酸钡：0.6%。
实施例7
阀控式铅酸蓄电池，它包括正极板和负极板；
所述正极板其铅膏中活性物质按重量百分比为：铅粉：74%，红丹：7%，短纤维：0.12%，去离子水：10.84%，密度为1.4g/mL的硫酸：7.64%，亚氧化钛：0.4%。
所述负极板其铅膏中活性物质按重量百分比为：铅粉：79.7%，短纤维：0.11%，去离子水：8%，密度为1.4g/mL的硫酸：10%，乙炔黑：0.26%，腐植酸：0.75%，木素：0.68%，硫酸钡：0.5%。
实施例8
阀控式铅酸蓄电池，它包括正极板和负极板；
所述正极板其铅膏中活性物质按重量百分比为：铅粉：70%，红丹：10.85%，短纤维：0.15%，去离子水：10%，密度为1.4g/mL的硫酸：8%，活性炭：1%。
所述负极板其铅膏中活性物质按重量百分比为：铅粉：81.05%，短纤维：0.3%，去离子水：10%，密度为1.4g/mL的硫酸：6%，乙炔黑：0.45%，腐植酸：0.8%，木素：0.8%，硫酸钡：0.6%。
利用实施例1~8的配方制作12V100Ah阀控式铅酸蓄电池，并按下面测试程序测试放电容量。将完全充电状态的电池放入低温箱内，使其温度降至-40℃并保持24h，在此温度下以20A（0.2C10A）电流对蓄电池进行放电，终止电压为10.2V，
其结果如下。
电池编号 1# 2# 3# 4# 5# 6# 7# 8#
容量（%） 29.62 31.28 40.90 42.47 52.12 34.12 35.84 33.19
按实施例5配方制作8组电池总体放电容量最佳，放电容量都在额定容量的50%以上。其结果如下。
电池编号 1# 2# 3# 4# 5# 6# 7# 8#
容量（%） 50.62 52.69 51.90 50.47 53.85 52.12 54.84 54.19
其它未详细说明的部分均为现有技术。尽管上述实施例对本发明做出了详尽的描述，但它仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例，人们还可以根据本实施例在不经创造性前提下获得其他实施例，这些实施例都属于本发明保护范围。

Claims (3)

1.阀控式铅酸蓄电池，它包括正极板和负极板；其特征在于：
所述正极板其铅膏中活性物质按重量百分比为：铅粉：68~81%，红丹：3~12%，短纤维：0.05~0.15%，去离子水：7~11%，密度为1.4g/mL的硫酸：5~10%，添加剂：0.2~1%；其中，所述添加剂为胶体石墨、活性炭、亚氧化钛中的一种或几种任意比例的组合；
所述负极板其铅膏中活性物质按重量百分比为：铅粉：68~82%，短纤维：0.1~0.3%，去离子水：6~15%，密度为1.4g/mL的硫酸：5~15%，乙炔黑：0.1~0.5%，腐植酸：0.1~1%，木素：0.1~1%，硫酸钡：0.5~0.8%。
2.根据权利要求1所述的阀控式铅酸蓄电池，其特征在于：
所述正极板其铅膏中活性物质按重量百分比为：铅粉：75~81%，红丹：3.5~12%，短纤维：0.05~0.15%，去离子水：7~11%，密度为1.4g/mL的硫酸：5~10%，添加剂：0.2~1%；
所述负极板其铅膏中活性物质按重量百分比为：铅粉：77~82%，短纤维：0.1~0.3%，去离子水：10~12%，密度为1.4g/mL的硫酸：7~9%，乙炔黑：0.1~0.5%，腐植酸：0.1~1%，木素：0.1~1%，硫酸钡：0.5~0.8%。
3.根据权利要求2所述的阀控式铅酸蓄电池，其特征在于：
所述正极板其铅膏中活性物质按重量百分比为：铅粉：72%，红丹：8%，短纤维：0.05%，去离子水：9%，密度为1.4g/mL的硫酸：9.95%，添加剂：1%。
所述负极板其铅膏中活性物质按重量百分比为：铅粉：79.77%，短纤维：0.15%，去离子水：9.5%，密度为1.4g/mL的硫酸：8.5%，乙炔黑：0.3%，腐植酸：0.8%，木素：0.33%，硫酸钡：0.65%。
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