CN103337667A

CN103337667A - 阀控密封铅酸蓄电池的负极活性物质、正极活性物质及电解液

Info

Publication number: CN103337667A
Application number: CN2013102592019A
Authority: CN
Inventors: 徐冬明; 树荣亮; 陈荣华
Original assignee: Shuangdeng Group Co Ltd
Current assignee: Shuangdeng Group Co Ltd
Priority date: 2013-06-26
Filing date: 2013-06-26
Publication date: 2013-10-02

Abstract

本发明提供一种高荷电保持能力的阀控密封铅酸蓄电池的负极活性物质、正极活性物质及电解液，负极活性物质中加入航空油与茴香醛，正极活性物质中加入羧甲基纤维素；电解液中加入乙-萘酚与对苯酚磺酸溶液。本发明中由于加入特定添加剂，限制了活性物质自放电，减少了电池容量损失，提高了电池荷电保持能力，即使在储存2年后仍有96%以上的容量，不经充电可立即投入使用。

Description

阀控密封铅酸蓄电池的负极活性物质、正极活性物质及电解液

技术领域

本发明涉及一种高荷电保持能力的阀控密封铅酸蓄电池的负极活性物质、正极活性物质及电解液，属于铅酸蓄电池制作工艺领域。

背景技术

现有阀控密封铅酸蓄电池都存在自放电，平均每天有0.1%的容量损失,该自放电的存在影响了阀控密封铅酸蓄电池的使用与贮存，使用时几乎所有的电信移动基站中使用的蓄电池都要处于充电状态运行，这大大耗费了能源；贮存时超过六个月的电池一般要进行补充电，这在耗费能源时还消耗人力。阀控密封铅酸蓄电池存在自放电是不可避免的，这是由它的特性决定的，但可以控制。阀控密封铅酸蓄电池自放电的大小与电池的工艺配方、设计参数、使用合金种类、原材料的纯度、制作过程清洁程度、使用贮存的环境温度、使用方式等都有关系，其中工艺配方是最重要的影响因素。现有技术中，由于工艺配方的缺陷，正、负极活性物质在硫酸介质中处于热力学不稳定状态，它们会自发地转变为放电产物，致使电池的容量损失较大。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种限制活性物质自放电，减少电池容量损失，提高电池荷电保持能力的阀控密封铅酸蓄电池的负极活性物质、正极活性物质及电解液。

本发明的技术方案是：一种阀控密封铅酸蓄电池的负极活性物质、正极活性物质及电解液，负极、正极活性物质的主要成分为铅粉、硫酸、粘结剂、去离子水，电解液的主要成分为稀硫酸，其改进之处是所述负极活性物质、正极活性物质及电解液中分别加入特定添加剂，其中负极活性物质中的特定添加剂是航空油与茴香醛，总加入量占负极活性物质的质量百分比为1.5%～2.5%，正极活性物质中的特定添加剂是羧甲基纤维素，加入量占正极活性物质的质量百分比为0.1%～0.2%，电解液中的特定添加剂是乙—萘酚与对苯本分磺酸溶液，总加入量占电解液的质量百分比为3.5%～5%。

进一步的方案是：所述负极活性物质的组分及其质量百分比为：铅粉78%～79.5%；粘结剂0.1%～0.2%；硫酸8%～9%；去离子水10%～11%；硫酸钡0.6%～0.7%；木素0.1%～0.2%；航空油0.5%～1%；茴香醛1%～1.5%；所述正极活性物质的组分及其质量百分比为：铅粉70%～71.7%；红丹10%～11%；粘结剂0.1%～0.2%；硫酸8%～9%；去离子水10%～11%；羧甲基纤维素0.1%～0.2%；所述电解液的组分及其质量百分比为：稀硫酸93%～95.5%；磷酸1%～2%；乙—萘酚0.5%～1%；对苯酚磺酸溶液3%～4%；上述稀硫酸的比重为1.22～1.26g/cm³，磷酸的质量百分比浓度为82%～88%；对苯酚磺酸溶液的质量百分比浓度为30%～35%。

采用本发明技术方案，由于在正、负极活性物质及电解液中分别加入特定添加剂，有效提高了活性物质在硫酸介质中的热力学稳定性，限制其自放电，从而能减少电池容量损失，提高荷电保持能力。

负极活性物质经搅拌混合后涂制到负极活性物质载体上，再经高温、高湿固化制成负极板；正极活性物质经搅拌混合后涂制到正极活性物质载体上，再经高温、高湿固化制成正极板，负极板与正极板再加上隔板等原材料装配成电池，该电池注入以上配方的电解液经化成以及后续工序形成成品的阀控密封铅酸蓄电池，该电池具有较高的荷电保持能力，即使在储存2年后仍有96%以上的容量，不经充电可立即投入使用。

具体实施方式

按照下述方法制作负极活性物质，按铅粉78～79.5%，粘结剂0.1～0.2%、硫酸钡0.6～0.7%、木素0.1～0.2%，航空油0.5-1%、茴香醛1～1.5%的比例（质量百分比，下同）在干态下充分搅拌13～15分钟，在8-9分钟内匀速加入去离子水10～11%，边加入加搅拌，水加完后，继续搅拌10～11分钟，再加入密度为1.300～1.400ｇ/ml硫酸，加入量为8-9%，加酸时间为20～21分钟，继续搅拌8～9分钟，充分进行化学反应，在制备过程中严格控制和膏温度最高不超过70℃,出膏涂片温度控制在50～55℃，经涂片后，采用高温、高湿固化制成，温度60～65℃，湿度95%～100%，时间48小时。

按照下述方法制作正极活性物质，按铅粉70-71.7%，红丹10～11%，粘结剂0.1～0.2%、羧甲基纤维素0.1～0.2%的比例在干态下充分搅拌13～15分钟，在8～9分钟内匀速加入去离子水10～11%，边加入加搅拌，水加完后，继续搅拌10～11分钟，再加入密度为1.300～1.400ｇ/ml硫酸，加入量为8～9%，加酸时间为20～21分钟，继续搅拌8～9分钟，充分进行化学反应，在制备过程中严格控制和膏温度最高不超过70℃,出膏涂片温度控制在50～55℃，经涂片后，采用高温、高湿固化制成，温度50～55℃，湿度95%～100%，时间48小时。

按照下述方法制作电解液，按稀硫酸（1.240g/cm³）93-95.5%、磷酸(含量82%～88%) 1～2%、乙-萘酚0.5～1%、对苯酚磺酸溶液3～4%的比例充分搅拌20～25分钟，搅拌速度1000转/分钟。

用上述制备的正、负极活性物质制作正、负极板，加上隔板等原材料装配成电池，再注入上述电解液经化成以及后续工序形成成品的阀控密封铅酸蓄电池。再与现有技术制作的电池进行性能对比试验，验证本发明技术效果，验证内容就是阀控密封铅酸蓄电池的荷电保持能力。

具体实施例及性能对比如下：

1、电池制备

按照本发明的方法制备的负极活性材料各种组份的加入比例见表1, 按照本发明的方法制备的正极活性材料各种组份的加入比例见表2，按照本发明的方法制备的电解液各种组份的加入比例见表3,组装制作GFMJ-500阀控密封铅酸蓄电池,实例一与实例二制作样品电池各24只，以10hr容量计算，所制备的电池正极活性物质干重为15.5g/Ah，负极活性物质干重为10.8g/Ah。制备的活性物质的重量控制公差均为±8g，设计容量公差为40Ah。注入密度1.240g/ml（25℃）的电解液,采用内化成四充三放制式，化成结束后，静置48小时，从实例1与实例2中制作的48只电池中，随机抽取各6只分别进行荷电保持能力试验，同时抽检原有技术生产的阀控密封铅酸蓄电池进行对比检测,检测设备采用张家港金帆电源有限公司生产的12V100A蓄电池检测仪。

表1

Figure 2013102592019100002DEST_PATH_IMAGE001

表2

表3

Figure 2013102592019100002DEST_PATH_IMAGE003

注：表中含量为质量百分比浓度；D代表纤维细度单位。

2、荷电保持能力试验

测试方法：本测试各选用6只电池进行测试。试验电池完全充足电后，按要求逐只进行10小时容量放电,并根据温度修正得到25℃实有容量Ca(单位：Ah)；放电后充电：蓄电池在（25℃±5℃）环境中，先以2.35V/单体限流75A充电16小时。测试电池样品应放置在环境温度为25℃±5℃的条件下两年，不与任何外部电路相连接。两年后不经任何补充电逐只进行10小时容量放电,并根据温度修正得到25℃容量,获得经过储存后的实际容量Cast(单位：Ah),再按下式计算荷电保持能力Crf。每一电池的Crf值都应单独记录并报告。

Crf = (Cast x 100) / Ca%

按以上测试方法, 检测实例1与实例2生产的电池各6只, 原有技术生产的电池6只,结果见表4:

表4

Figure 2013102592019100002DEST_PATH_IMAGE004

从上述试验结果可以说明，采用本发明制作的阀控密封铅酸蓄电池，能够提高电池荷电保持能力。

Claims

1.一种阀控密封铅酸蓄电池的负极活性物质、正极活性物质及电解液，负极活性物质、正极活性物质的主要成分为铅粉、硫酸、粘结剂、去离子水，电解液的主要成分为稀硫酸，其特征是所述负极活性物质、正极活性物质及电解液中分别加入特定添加剂，其中负极活性物质中的特定添加剂是航空油与茴香醛，总加入量占负极活性物质的质量百分比为1.5%～2.5%，正极活性物质中的特定添加剂是羧甲基纤维素，加入量占正极活性物质的质量百分比为0.1%～0.2%，电解液中的特定添加剂是乙—萘酚与对苯酚磺酸溶液，总加入量占电解液的质量百分比为3.5%～5%。

2.按权利要求1所述的阀控密封铅酸蓄电池的负极活性物质、正极活性物质及电解液，其特征是所述负极活性物质的组分及其质量百分比为：铅粉78%～79.5%；粘结剂0.1%～0.2%；硫酸8%～9%；去离子水10%～11%；硫酸钡0.6%～0.7%；木素0.1%～0.2%；航空油0.5%～1%；茴香醛1%～1.5%。

3.按权利要求1所述的阀控密封铅酸蓄电池的负极活性物质、正极活性物质及电解液，其特征是所述正极活性物质的组分及其质量百分比为：铅粉70%～71.7%；红丹10%～11%；粘结剂0.1%～0.2%；硫酸8%～9%；去离子水10%～11%；羧甲基纤维素0.1%～0.2%。

4.按权利要求1所述的阀控密封铅酸蓄电池的负极活性物质、正极活性物质及电解液，其特征是所述电解液的组分及其质量百分比为：稀硫酸93%～95.5%；磷酸1%～2%；乙—萘酚0.5%～1%；对苯酚磺酸溶液3%～4%；上述稀硫酸的比重为1.22～1.26g/cm³，磷酸的质量百分比浓度为82%～88%；对苯酚磺酸溶液的质量百分比浓度为30%～35%。