CN103594709B - 铅酸蓄电池含胶铅膏及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于能源技术领域，具体涉及一种铅酸蓄电池含胶铅膏及其制备方法。本发明铅膏包括正极铅膏和负极铅膏，正极铅膏由以下原料制成：铅粉990~1010份，纤维0.2~0.6份，二氧化硅2~4份，羧甲基纤维素钠4~6份，水100~120份，稀硫酸40~50份；负极铅膏由以下原料制成：铅粉990~1010份，纤维0.1~0.5份，二氧化硅4~6份，羧甲基纤维素钠2~4份，水90~110份，稀硫酸40~50份。本发明铅膏从原理上调整配方组分种类，从而调整工艺，确保蓄电池性能，增大使用寿命。

Description

铅酸蓄电池含胶铅膏及其制备方法
技术领域
本发明属于能源技术领域，具体涉及一种铅酸蓄电池含胶铅膏及其制备方法。
背景技术
现有铅酸蓄电池电量提供主要还是靠铅活物，而铅活物为铅膏固化干燥而成，所以，铅活物配制生产的关键工序是和膏工序，添加配方后搅拌要均匀，把握好时间温度等参数。
常规工艺操作和膏总时间需46分钟左右：
第一步：铅粉加入和膏机；
第二步：将干料配方加入和膏机，包括红丹、纤维、石墨、三氧化二锑、乙炔黑、硫酸亚锡、硫酸钡、腐植酸、木素等，和铅粉一起搅拌8分钟左右；
第三步：大约2分钟内快速加水，再湿搅拌8分钟左右，添加水过程中同时在搅拌；
第四步：慢加酸大约20分钟，加硫酸密度为1.40g/cm??，添加过程中同时在搅拌，过程中铅膏与硫酸反应温度要逐步增加，温度达55℃要开循环风以及锅壁的循环水降低温度，确保温度不超65℃。
第五步：搅拌8分钟左右后测量铅膏视密度后可以出膏，出膏时温度尽量控制在40～45℃。
现有配方带来诸多问题：（1）添加剂类别多，价格贵；（2）添加剂类别多，造成和膏操作麻烦，称重复杂，添加容易搞错，如果正负搞颠倒，会报废；（3）由于多类添加剂，所以干搅拌时间、最后搅拌时间要足够，生产效率不高；（4）多数干粉添加剂，使用过程中粉尘飞扬，不利于环保；（5）需要添加大量硫酸，和膏温度上升快，所以要匹配足够的环保加强抽风以及锅壁的冷却循环水，生产成本上升；（6）由于添加剂种类多，杂质含量高，电池自放电高。
另外，由于温度高（加入水后铅粉再加入硫酸变成硫酸铅，此化学过程是产生热量的过程，酸量越多热量就越多，同时添加硫酸速度越快热量也越多），过程中操作难度增加，搅拌时间，特别是加酸不能快，越快温度越高。同时也要温度降低才能出膏，所以搅拌时间一方面是为了把多类添加剂搅拌均匀，另一方面也是降低温度。
发明内容
针对上述现有铅膏配方及其带来的工艺缺陷，本发明提供了一种铅酸蓄电池含胶铅膏组合物及其制备方法，从原理上调整配方组分种类，从而调整工艺，确保蓄电池性能，增大使用寿命。
本发明通过以下技术方案实现：
一种铅酸蓄电池含胶铅膏，包括正极铅膏和负极铅膏，所述正极铅膏由以下重量份的原料制成：铅粉990~1010份，纤维0.2~0.6份，二氧化硅2~4份，羧甲基纤维素钠4~6份，水100~120份，稀硫酸40~50份；所述负极铅膏由以下重量份的原料制成：铅粉990~1010份，纤维0.1~0.5份，二氧化硅4~6份，羧甲基纤维素钠2~4份，水90~110份，稀硫酸40~50份。
根据上述的铅膏，所述正极铅膏由以下重量份的原料制成：铅粉1000份，纤维0.4份，二氧化硅3份，羧甲基纤维素钠5份，水110份，稀硫酸45份；所述负极铅膏由以下重量份的原料制成：铅粉1000份，纤维0.3份，二氧化硅5份，羧甲基纤维素钠3份，水100份，稀硫酸45份。
根据上述的铅膏，所述稀硫酸的密度为1.35~1.45g/cm3，优选1.40g/cm3。
根据上述的铅膏，所述正极铅膏的视密度4.2~4.6g/cm3，优选4.4g/cm3。
根据上述的铅膏，所述负极铅膏的视密度4.3~4.7g/cm3，优选4.5g/cm3。
一种上述铅膏的制备方法，所述正极、负极铅膏均由以下步骤制备：
（1）按上述组分备料；
（2）将铅粉加入和膏机；
（3）将二氧化硅和羧甲基纤维素钠在水里搅拌混合均匀，在2分钟内快速加入和膏机内与铅粉混合，再湿搅拌2~4分钟；
（4）缓慢加入稀硫酸8~10分钟，添加过程中持续搅拌，反应过程中温度会逐步增加，但是温度最高不会超60℃，所以不用环保抽风降温，也不用锅壁的循环水降温；
（5）加酸后继续搅拌7~9分钟后，即可出膏，出膏时温度不超45℃。
本发明的积极有益效果：
本发明从原理上调整组分种类，减少了原料种类，降低了生产成本，从而也调整了生产工艺，使和膏总时间缩短到23分钟左右，提高了生产效率，利于工业生产，并且确保蓄电池性能，增大使用寿命（见表2）。
（1）添加剂类别少，价格只为常规工艺的五分之一；（2）添加剂类别少，和膏操作简单，添加剂和水搅拌后一起添加；（3）此添加剂增加活物强度，所以纤维都减少一倍，这样涂板不会挂挡膏板，板面更平整；（4）由于添加剂少，所以搅拌时间减少一倍：其中开始的干搅拌时间，湿搅拌时间减少大半，加酸时间减少大半，甚至最后出膏前的搅拌时间也减少。（5）基本上无干粉添加剂，使用过程中无粉尘飞扬，利于环保；（6）添加硫酸量减少50%，和膏温度上升少，所以不需环保抽风降温，也不需锅壁的冷却循环水，生产成本下降；（7）由于添加剂种类少，杂质含量低，电池自放电少。
组分说明：
纤维：把铅活物用纤维丝网住，能增加活物连接强度，本发明用量比常规配方减少一倍；
硫酸：使氧化铅生成硫酸铅，硫酸铅的停机增大，涂成极板干燥定形，到充电的时候硫酸铅转换后停机减小，其实也是增加活物的孔率。使后续使用过程中硫酸有足够的孔径进入反应，本发明用量比常规配方减少约一倍；
本发明用水量减少10%；
二氧化硅：正极为铅粉重量的0.3%左右，负极为0.5%左右；正极成孔能够达到相关添加剂的成孔量即可，过多了会导致活物间强度差，而负极比正极多，因为负极只要满足强度，孔多点可以提高低温性能和寿命。二氧化硅包裹水分子，混合充分融入铅膏内，待铅膏涂成极板固化干燥后，水分即会被干掉，二氧化硅挂架继续支撑铅膏内的微孔，并且有一定的粘性，从而极板孔增加，且保持一定强度。
羧甲基纤维素钠：该组分在正负板中的添加与二氧化硅刚好相反，因为它主要作为二氧化硅的助剂，能增加粘性，使二氧化硅包裹水骨架更加稳定，同时增加骨架强度、增加铅膏的粘度。因为正极活物不能太疏松，所以要多添加粘度剂，从而增加强度；负板要少加，只要稍微稳定二氧化硅包裹水骨架即可，量大造成负板孔堵了反而不好，并且，负板是越用越结实，所以负极不要比正极多。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进一步详细说明，但本发明不限于这些实施例。
实施例1
本实施例铅酸蓄电池含胶铅膏包括正极铅膏和负极铅膏，所述正极铅膏由以下重量份的原料制成：铅粉1000份，纤维0.4份，二氧化硅3份，羧甲基纤维素钠5份，水110份，稀硫酸45份；所述负极铅膏由以下重量份的原料制成：铅粉1000份，纤维0.3份，二氧化硅5份，羧甲基纤维素钠3份，水100份，稀硫酸45份。
所述稀硫酸的密度为1.40g/cm3，所述正极铅膏的视密度为4.4g/cm3，所述负极铅膏的视密度为4.5g/cm3。
实施例2
本实施例铅酸蓄电池含胶铅膏包括正极铅膏和负极铅膏，所述正极铅膏由以下重量份的原料制成：铅粉990份，纤维0.6份，二氧化硅2份，羧甲基纤维素钠6份，水100份，稀硫酸50份；所述负极铅膏由以下重量份的原料制成：铅粉990份，纤维0.5份，二氧化硅4份，羧甲基纤维素钠4份，水90份，稀硫酸50份。
所述稀硫酸的密度为1.35g/cm3，所述正极铅膏的视密度为4.3g/cm3，所述负极铅膏的视密度为4.4g/cm3。
实施例3
本实施例铅酸蓄电池含胶铅膏包括正极铅膏和负极铅膏，所述正极铅膏由以下重量份的原料制成：铅粉1010份，纤维0.2份，二氧化硅4份，羧甲基纤维素钠4份，水120份，稀硫酸40份；所述负极铅膏由以下重量份的原料制成：铅粉1010份，纤维0.1份，二氧化硅6份，羧甲基纤维素钠2份，水110份，稀硫酸40份。
所述稀硫酸的密度为1.45g/cm3，所述正极铅膏的视密度为4.6g/cm3，所述负极铅膏的视密度为4.6g/cm3。
实施例4
实施例1~3铅膏的制备方法，所述正极、负极铅膏均由以下步骤制备：
（1）按所述组分备料；
（2）将铅粉加入和膏机；
（3）将二氧化硅和羧甲基纤维素钠在水里搅拌混合均匀，在2分钟内快速加入和膏机内与铅粉混合，再湿搅拌2~4分钟；
（4）缓慢加入稀硫酸8~10分钟，添加过程中持续搅拌，反应过程中温度会逐步增加，但是温度最高不会超60℃，所以不用环保抽风降温，也不用锅壁的循环水降温；
（5）加酸后继续搅拌7~9分钟后，即可出膏，出膏时温度不超45℃。
本发明并不局限于上述具体实施方式，本领域技术人员还可据此做出多种变化，但任何与本发明等同或者类似的变化都应涵盖在本发明权利要求的范围。

Claims (8)

1.一种铅酸蓄电池含胶铅膏，包括正极铅膏和负极铅膏，其特征在于，所述正极铅膏由以下重量份的原料制成：铅粉990~1010份，纤维0.2~0.6份，二氧化硅2~4份，羧甲基纤维素钠4~6份，水100~120份，稀硫酸40~50份；所述负极铅膏由以下重量份的原料制成：铅粉990~1010份，纤维0.1~0.5份，二氧化硅4~6份，羧甲基纤维素钠2~4份，水90~110份，稀硫酸40~50份。
2.根据权利要求1所述的铅膏，其特征在于，所述正极铅膏由以下重量份的原料制成：铅粉1000份，纤维0.4份，二氧化硅3份，羧甲基纤维素钠5份，水110份，稀硫酸45份；所述负极铅膏由以下重量份的原料制成：铅粉1000份，纤维0.3份，二氧化硅5份，羧甲基纤维素钠3份，水100份，稀硫酸45份。
3.根据权利要求1所述的铅膏，其特征在于：所述稀硫酸的密度为1.35~1.45g/cm3。
4.根据权利要求3所述的铅膏，其特征在于：所述稀硫酸的密度为1.40g/cm3。
5.根据权利要求1所述的铅膏，其特征在于：所述正极铅膏的视密度为4.2~4.6g/cm3。
6.根据权利要求5所述的铅膏，其特征在于：所述正极铅膏的视密度为4.4g/cm3。
7.根据权利要求1所述的铅膏，其特征在于：所述负极铅膏的视密度为4.3~4.7g/cm3。
8.根据权利要求7所述的铅膏，其特征在于：所述负极铅膏的视密度为4.5g/cm3。
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