CN103633320B - 内化成蓄电池正极铅膏组合物 - Google Patents

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Abstract

本发明属于蓄电池技术领域，具体涉及一种内化成电池正极铅膏组合物。本发明内化成电池正极铅膏组合物由以下重量份的原料制成：铅粉990~1010份，纤维0.5~1.5份，磷酸0.5~1.0份，三氧化二锑1~2份，氧化锌0.7～1.2份，三氧化二铝0.5～1.5份，碳酸氢铵0.5～0.8份，氢氧化铈0.3～0.5份，一氧化锡0.7～1.5份，水110~130份，稀硫酸80~90份。本发明对正极铅膏组合物进行改良从而抑制了内化成电池前期容量衰减，延长电池深循环放电的使用寿命。

Description

内化成蓄电池正极铅膏组合物
技术领域
本发明属于蓄电池技术领域，具体涉及一种内化成电池正极铅膏组合物。
背景技术
蓄电池可以分为内化成和外化成，外化成所用板栅含锑含镉，内化成所用板栅含钙。外化成过程中充电化成时间短，极板化成彻底，另外，极板化成好坏也可以直观判定筛选。板栅中含锑含镉的作用在于：锑能增加板栅强度，利于铅膏填涂不变形，镉则是对锑不耐腐蚀的弥补，所以含此合金的极板耐腐蚀性好，铅膏与板栅的粘结力强，界面电阻小，不容易脱粉，电池深放电寿命长。而此铅锑镉外化成电池缺点在于：1、由于蓄电池外化成过程中极板是先充电冲洗烘干再进行装配，所以导致大量污水、粉尘产生；2、外化成电池的板栅合金含镉，而镉为国家禁止的有毒金属，近年来国家对环境污染关注度日益提高，所以要求外化成必须转型为内化成，且不能采用含镉的金属。
所以，蓄电池厂家纷纷推行内化成，内化成是把极板装配在壳体内再充电化成，不用再对极板进行冲洗烘干，不会产生大量污水和铅尘；另外，由于镉合金不能使用，所以锑没有隔的弥补作用也就不能使用。因此，大家推行铅钙合金，钙也是为了增加板栅强度利于填涂铅膏，铅钙合金制成的蓄电池基本没有酸气泄出，有良好的密封性能，析气量小，自放电低，比低锑合金析氢过电位高，能够抑制气体析出。然而，此铅钙内化成电池也存在致命缺陷：板栅与铅膏的界面生成高电阻层，即硫酸钙，容易引起电池容量早期衰减。
发明内容
针对铅膏与铅钙板栅合金的界面导电性问题，本发明提供了一种内化成蓄电池正极铅膏组合物，对正极铅膏组合物进行改良从而抑制了内化成电池前期容量衰减，延长电池深循环放电的使用寿命。
一种内化成电池正极铅膏组合物，由以下重量份的原料制成：铅粉990~1010份，纤维0.5~1.5份，磷酸0.5~1.0份，三氧化二锑1~2份，氧化锌0.7～1.2份，三氧化二铝0.5～1.5份，碳酸氢铵0.5～0.8份，氢氧化铈0.3～0.5份，一氧化锡0.7～1.5份，水110~130份，稀硫酸80~90份。
根据上述的内化成电池正极铅膏组合物，由以下重量份的原料制成：铅粉1000份，纤维1份，磷酸0.75份，三氧化二锑1.5份，氧化锌1份，三氧化二铝1份，碳酸氢铵0.6份，氢氧化铈0.4份，一氧化锡1.1份，水120份，稀硫酸85份。
根据上述的内化成电池正极铅膏组合物，所述稀硫酸的密度为1.35~1.45g/cm3，优选1.40g/cm3。
根据上述的内化成电池正极铅膏组合物，所述铅膏组合物的视密度为4.2~4.6g/cm3，优选4.4g/cm3。
根据上述的内化成电池正极铅膏组合物，由以下步骤制备而成：
（1）按所述组分备料：
（2）将铅粉和纤维加入和膏机内，混合搅拌1～2分钟；
（3）将磷酸、三氧化二锑、氧化锌、三氧化二铝、碳酸氢铵、氢氧化铈和一氧化锡此7种原料与水混合均匀后，再快速添加入合膏机内搅拌，添加在1～2分钟完成，目的是避免铅粉与水氧化过高，然后湿搅拌4～5分钟；
（4）将稀硫酸缓慢加入合膏机，加酸时间在12～15分钟内完成，同时持续搅拌；
（5）加酸结束后再急促搅拌4~6分钟，再调节视密度，即可出膏。
本发明的积极有益效果
本发明工艺操作简单，在使用过程中可极大地避免正极板栅与铅膏的界面上高电阻层(CaSO4结晶)的生成，可提高铅钙合金电池的深循环性能，解决了VRLA铅钙合金电池早期容量损失的弊病。使铅钙合金板栅制成的蓄电池没有酸气泄露，有良好的密封性，析气量更小，自放电更低，兼具铅钙电池与铅锑镉合金电池的双重优点，这种板栅最大限度地提高了阳极膜电性质，改善铅蓄电池的深循环耐久性能，充放电循环次数提高16%（如表1）。同时，由于多数组分是先与水一起混合再添加，采用本配方总和膏时间在23～29分钟，而常规配方和膏时间一般在35～45分钟。
组分说明
磷酸：磷酸根离子具有很强的配合力，能与许多金属离子生产可溶的配合物。同时能在铅合金表面生成磷酸铅，可以延长板栅的使用寿命，减少活物质的脱落，降低氧化铅自放电。
三氧化二锑：锑离子可以促进正活物（铅膏）保持α-PbO2和β-PbO2之间的晶键结合，同时Sb的腐蚀产物为β-PbO2的成核催化剂，附着在板栅表面，使板栅界面的PbO2颗粒得到细化，从而提高电化学容量及深循环寿命。
氧化锌：氧化锌质地较软、热稳定性和热传导性较好，因为氧化锌能与Al2O3生成锌尖晶石ZnO.Al2O3晶体，改善板栅界面的导电性和稳定性。
三氧化二铝：改善板栅与活物质（铅膏）间离子传导能力，利于电流的传导。
碳酸氢铵：可以抑制板栅界面CaSO4的结晶核形成。随温度升高而分解的时候全部是气体，无残渣，也没有潜在的污染性。
氧化铈：与铅形成固体溶液体，以改善铅酸蓄电池板栅合金的阳极膜性质，改善蓄电池的深循环性能。
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
本实施例内化成电池正极铅膏组合物由以下重量份的原料制成：铅粉1000份，纤维1份，磷酸0.75份，三氧化二锑1.5份，氧化锌1份，三氧化二铝1份，碳酸氢铵0.6份，氢氧化铈0.4份，一氧化锡1.1份，水120份，稀硫酸85份。
稀硫酸的密度为1.40g/cm3；铅膏组合物的视密度为4.4g/cm3。
表1为采用本实施例铅膏制作的电动车铅酸蓄电池经试验达到的技术指标对比（以6DZM12电池为例），结果表明：常规电动自行车电池可深放电300次循环，而本实施例铅膏制造的电池可以改善到350次。
实施例2
本实施例内化成电池正极铅膏组合物由以下重量份的原料制成：铅粉990份，纤维1.5份，磷酸0.5份，三氧化二锑2份，氧化锌0.7份，三氧化二铝1.5份，碳酸氢铵0.5份，氢氧化铈0.5份，一氧化锡0.7份，水130份，稀硫酸80份。
稀硫酸的密度为1.45g/cm3；铅膏组合物的视密度为4.2g/cm3。
实施例3
本实施例内化成电池正极铅膏组合物由以下重量份的原料制成：铅粉1010份，纤维0.5份，磷酸1份，三氧化二锑1份，氧化锌1.2份，三氧化二铝0.5份，碳酸氢铵0.8份，氢氧化铈0.3份，一氧化锡1.5份，水110份，稀硫酸90份。
稀硫酸的密度为1.35g/cm3；铅膏组合物的视密度为4.6g/cm3。
实施例4
实施例1~3内化成电池正极铅膏组合物由以下步骤制备而成：
（1）按所述组分备料：
（2）将铅粉和纤维加入和膏机内，混合搅拌1～2分钟；
（3）将磷酸、三氧化二锑、氧化锌、三氧化二铝、碳酸氢铵、氢氧化铈和一氧化锡此7种原料与水混合均匀后，再快速添加入合膏机内搅拌，添加在1～2分钟完成，目的是避免铅粉与水氧化过高，然后湿搅拌4～5分钟；
（4）将稀硫酸缓慢加入合膏机，加酸时间在12～15分钟内完成，同时持续搅拌；
（5）加酸结束后再急促搅拌4~6分钟，再调节视密度，即可出膏；如果铅膏视密度偏高就要加适当水量搅拌至合格再出膏，如果膏视密度偏低就继续搅拌至合格在出膏。
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 (7)

1.一种内化成电池正极铅膏组合物，其特征在于，由以下重量份的原料制成：铅粉990~1010份，纤维0.5~1.5份，磷酸0.5~1.0份，三氧化二锑1~2份，氧化锌0.7～1.2份，三氧化二铝0.5～1.5份，碳酸氢铵0.5～0.8份，氢氧化铈0.3～0.5份，一氧化锡0.7～1.5份，水110~130份，稀硫酸80~90份。
2.根据权利要求1所述的内化成电池正极铅膏组合物，其特征在于，由以下重量份的原料制成：铅粉1000份，纤维1份，磷酸0.75份，三氧化二锑1.5份，氧化锌1份，三氧化二铝1份，碳酸氢铵0.6份，氢氧化铈0.4份，一氧化锡1.1份，水120份，稀硫酸85份。
3.根据权利要求1所述的内化成电池正极铅膏组合物，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所述的内化成电池正极铅膏组合物，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所述的内化成电池正极铅膏组合物，其特征在于：所述铅膏组合物的视密度为4.2~4.6g/cm3。
6.根据权利要求5所述的内化成电池正极铅膏组合物，其特征在于：所述铅膏组合物的视密度为4.4g/cm3。
7.根据权利要求1~6任一项所述的内化成电池正极铅膏组合物，其特征在于，由以下步骤制备而成：
（1）按所述正极铅膏组合物的组分备料；
（2）将铅粉和纤维加入和膏机内，混合搅拌1～2分钟；
（3）将磷酸、三氧化二锑、氧化锌、三氧化二铝、碳酸氢铵、氢氧化铈和一氧化锡此7种原料与水混合均匀后，再快速添加入和膏机内进行搅拌，添加在1～2分钟完成，目的是避免铅粉与水氧化过高，然后湿搅拌4～5分钟；
（4）将稀硫酸缓慢加入和膏机，加酸时间在12～15分钟内完成，同时持续搅拌；
（5）加酸结束后继续搅拌4~6分钟，再调节视密度，即可出膏。
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