CN103682331B - 蓄电池正铅膏及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于蓄电池技术领域，具体涉及一种铅酸蓄电池的正铅膏及其制备方法。本发明正铅膏含有以下原料：高氧化度铅粉490~510份、低氧化度铅粉490~510份、红丹22~28份、黄丹22~28份、四碱式硫酸铅8~12份、气相二氧化硅1~3份、纳米二氧化硅1~3份、1～2mm涤纶短纤维0.3～0.7份、3～5mm涤纶短纤维0.3～0.7份、1.4~1.6g/cm3硫酸溶液45~55份、1.1~1.3g/cm3硫酸溶液45~55份。本发明铅膏利于和制填涂，增加极板强度、降低极板报废率、提高电池容量、增加深放电时间、延长电池寿命，使电池综合性能显著提高。本发明方法设计合理、操作简单，显著提高了生产效率。
Description
技术领域
本发明属于蓄电池技术领域，具体涉及一种铅酸蓄电池的正铅膏及其制备方法。
背景技术
对于铅酸蓄电池铅膏的原料组成，各种材料都有多种结构存在，很多制造厂家只注意其中一种结构或者对材料的不同结构未良好配比，对材料分析不够细腻，造成蓄电池综合性能不高、存在短板，如：铅膏易填涂但极板强度差；电池容量高但寿命短，电池大电流放电好但小电流深放电性能差等。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种铅酸蓄电池的正铅膏及其制备方法，该正铅膏不但利于和制填涂，还能增加极板强度、降低极板报废率、提高电池容量、增加深放电时间、延长电池寿命，使电池的综合性能显著提高。
本发明通过以下技术方案实现：
一种蓄电池正铅膏，含有以下重量份的原料：高氧化度铅粉490~510份、低氧化度铅粉490~510份、红丹22~28份、黄丹22~28份、四碱式硫酸铅8~12份、气相二氧化硅1~3份、纳米二氧化硅1~3份、1～2mm涤纶短纤维0.3～0.7份、3～5mm涤纶短纤维0.3～0.7份、1.4~1.6g/cm3硫酸溶液45~55份、1.1~1.3g/cm3硫酸溶液45~55份。
根据上述的蓄电池正铅膏，含有以下重量份的原料：高氧化度铅粉500份、低氧化度铅粉500份、红丹25份、黄丹25份、四碱式硫酸铅10份、气相二氧化硅2份、纳米二氧化硅2份、1～2mm涤纶短纤维0.5份、3～5mm涤纶短纤维0.5份、1.5g/cm3硫酸溶液50份、1.2g/cm3硫酸溶液50份。
根据上述的蓄电池正铅膏，所述高氧化度铅粉氧化度为80～85%，视密度为1.25～1.3g/cm3。
根据上述的蓄电池正铅膏，所述低氧化度铅粉氧化度为65～70%，视密度为1.45～1.5g/cm3。
根据上述的蓄电池正铅膏，所述气相二氧化硅比表面积为150～250m2/g。
根据上述的蓄电池正铅膏，所述纳米二氧化硅比表面积为600～800m2/g。
根据上述的蓄电池正铅膏，所述铅膏的视密度为4.2~4.6 g/cm3。
一种上述蓄电池正铅膏的制备方法，包括以下步骤：
（1）将铅粉、红丹、黄丹、四碱式硫酸铅、二氧化硅、涤纶短纤维六种干料加入和膏机，搅拌5～8分钟；
（2）快速加入上述干料总重9~11%的水，加水在1～2分钟完成，然后搅拌4～5分钟；快速加水的目的是避免铅粉与水氧化过高；
（3）慢速添加高密度硫酸，在8～10分钟完成；因为硫酸与铅粉反应生成硫酸铅产生大量热量，铅膏会结块无法搅拌，即使此慢速添加最高温度也会达60℃左右；
（4）添加低密度硫酸，在4～5分钟完成；此低密度硫酸可以提速度添加，低密度硫酸与铅反应生成硫酸铅产生的热量比高密度硫酸产生的热量少；
（5）加酸结束后再搅拌4~6分钟，这时温度会降低到40～50℃，再进行铅膏视密度测量，符合要求即可出膏；如果铅膏视密度偏高就要添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挥发水分至合格再出膏。
根据上述的制备方法，所述水的电导率不大于2μS/cm。
各成分组合的作用：
铅粉：铅粉为铅膏的主要原料，常规铅膏采用一种指标的铅粉，不能满足电池性能要求。本发明铅粉采用两种指标的铅粉：高氧化度80～85%、低视密度1.25～1.3g/ cm3主要提高电池容量；低氧化度65～70%、高视密度1.45～1.5g/ cm3主要是延长电池寿命。这样电池的容量和寿命都能够得到提高。
红丹与黄丹：一般厂家只添加其中一类，不能充分满足电池性能。红丹为四氧化三铅，主要是利化成提高初始容量；黄丹为一氧化铅，主要是利化成提高中期容量。两者主要是可以减少游离铅的含量，缩短固化时间，充电时转化为β-PbO2，提高容量，红丹提高较多，寿命稍差，黄丹提高较少，寿命稍长。
四碱式硫酸铅(4BS)：一般铅膏在后期固化阶段可以采用高温方式获得四碱式硫酸铅，但是它形成的晶粒粗大，不利于化成转换。所以添加4BS，使晶粒比较细密、均匀分布，利于化成转换，形成铅膏间的骨架，增加电池的使用寿命。
二氧化硅：气相二氧化硅，比表面积150～250m2/g，比表面积小，颗粒大，被包裹在铅膏里形成大孔，在电池加酸后此孔呈胶包裹住大颗粒的电解液，适合电池小电流深放电，放电到后期还有足够的电解液与铅膏反应；纳米二氧化硅，比表面积600～800 m2/g，比表面积大，颗粒小，被包裹在铅膏里形成小孔，小孔数量多，分布广，在电池加酸后此孔呈胶包裹住小颗粒且颗粒数量多的电解液，适合电池大电流深放电，瞬间大电流充放电有足够小颗粒的电解液与铅膏反应。
涤纶短纤维：长度1～2mm能增加小铅膏团强度，利于填涂，成品极板不会有细密的裂纹；长度3～5mm能增加大铅膏团强度，成品极板不会有长的裂纹。
硫酸：高密度与铅粉反应发热量大，形成砂性偏硬，不粘涂板机，利于填涂铅膏；低密度与铅粉反应发热量小，形成偏软柔韧性，填涂在板栅上比较牢固；二者结合在一起利于填涂且极板强度较好。
本发明的积极有益效果：
本发明正铅膏不但利于和制填涂，还能增加极板强度、降低极板报废率、提高电池容量、增加深放电时间、延长电池寿命，使电池的综合性能显著提高。本发明方法设计合理、操作简单，总和膏时间在27～35分钟，显著提高了生产效率。
本发明铅膏使极板报废率降低约30%，使电池大电流放电时间提高7~8%、深放电时间延长5~6%，使电池寿命可以增加大约20%，同时，在低温性能方面提高5~6%，在高温失水方面降低10~12%，容量提高4~5%。电池化成时间减少10%，电池的初始容量可以提高2%。
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
本实施例蓄电池正铅膏含有以下重量份的原料：高氧化度铅粉500份、低氧化度铅粉500份、红丹25份、黄丹25份、四碱式硫酸铅10份、气相二氧化硅2份、纳米二氧化硅2份、1～2mm涤纶短纤维0.5份、3～5mm涤纶短纤维0.5份、1.5g/cm3硫酸溶液50份、1.2g/cm3硫酸溶液50份。
所述高氧化度铅粉氧化度为80～85%，视密度为1.25g/cm3；所述低氧化度铅粉氧化度为65～70%，视密度为1.5g/cm3；所述气相二氧化硅比表面积为150～250m2/g，所述纳米二氧化硅比表面积为600～800m2/g；所得铅膏的视密度为4.4g/cm3。
实施例2
本实施例蓄电池正铅膏含有以下重量份的原料：高氧化度铅粉490份、低氧化度铅粉490份、红丹22份、黄丹22份、四碱式硫酸铅8份、气相二氧化硅1份、纳米二氧化硅1份、1～2mm涤纶短纤维0.3份、3～5mm涤纶短纤维0.3份、1.4g/cm3硫酸溶液45份、1.1g/cm3硫酸溶液45份。
所述高氧化度铅粉氧化度为80～85%，视密度为1.25g/cm3；所述低氧化度铅粉氧化度为65～70%，视密度为1.45g/cm3；所述气相二氧化硅比表面积为150～250m2/g，所述纳米二氧化硅比表面积为600～800m2/g；所得铅膏的视密度为4.5g/cm3。
实施例3
本实施例蓄电池正铅膏含有以下重量份的原料：高氧化度铅粉510份、低氧化度铅粉510份、红丹28份、黄丹28份、四碱式硫酸铅12份、气相二氧化硅3份、纳米二氧化硅3份、1～2mm涤纶短纤维0.7份、3～5mm涤纶短纤维0.7份、1.6g/cm3硫酸溶液55份、1.3g/cm3硫酸溶液55份。
所述高氧化度铅粉氧化度为80～85%，视密度为1.3g/cm3；所述低氧化度铅粉氧化度为65～70%，视密度为1.5g/cm3；所述气相二氧化硅比表面积为150～250m2/g，所述纳米二氧化硅比表面积为600～800m2/g；所得铅膏的视密度为4.3g/cm3。
实施例4
本实施例蓄电池正铅膏含有以下重量份的原料：高氧化度铅粉490份、低氧化度铅粉510份、红丹22份、黄丹28份、四碱式硫酸铅8份、气相二氧化硅3份、纳米二氧化硅1份、1～2mm涤纶短纤维0.7份、3～5mm涤纶短纤维0.3份、1.6g/cm3硫酸溶液55份、1.1g/cm3硫酸溶液45份。
所述高氧化度铅粉氧化度为80～85%，视密度为1.25g/cm3；所述低氧化度铅粉氧化度为65～70%，视密度为1.45g/cm3；所述气相二氧化硅比表面积为150～250m2/g，所述纳米二氧化硅比表面积为600～800m2/g；所得铅膏的视密度为4.2g/cm3。
实施例5
本实施例蓄电池正铅膏含有以下重量份的原料：高氧化度铅粉510份、低氧化度铅粉490份、红丹28份、黄丹22份、四碱式硫酸铅12份、气相二氧化硅1份、纳米二氧化硅3份、1～2mm涤纶短纤维0.3份、3～5mm涤纶短纤维0.7份、1.4g/cm3硫酸溶液45份、1.3g/cm3硫酸溶液55份。
所述高氧化度铅粉氧化度为80～85%，视密度为1.3g/cm3；所述低氧化度铅粉氧化度为65～70%，视密度为1.45g/cm3；所述气相二氧化硅比表面积为150～250m2/g，所述纳米二氧化硅比表面积为600～800m2/g；所得铅膏的视密度为4.6g/cm3。
实施例6
实施例1~5所述蓄电池正铅膏的制备方法，包括以下步骤：
（1）将铅粉、红丹、黄丹、四碱式硫酸铅、二氧化硅、涤纶短纤维六种干料加入和膏机，搅拌5～8分钟；
（2）快速加入上述干料总重9~11%的水，加水在1～2分钟完成，然后搅拌4～5分钟；快速加水的目的是避免铅粉与水氧化过高；水的电导率不大于2μS/cm；
（3）慢速添加高密度硫酸，在8～10分钟完成；因为硫酸与铅粉反应生成硫酸铅产生大量热量，铅膏会结块无法搅拌，即使此慢速添加最高温度也会达60℃左右；
（4）添加低密度硫酸，在4～5分钟完成；此低密度硫酸可以提速度添加，低密度硫酸与铅反应生成硫酸铅产生的热量比高密度硫酸产生的热量少；
（5）加酸结束后再搅拌4~6分钟，这时温度会降低到40～50℃，再进行铅膏视密度测量，符合要求即可出膏；如果铅膏视密度偏高就要添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挥发水分至合格再出膏。
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 (9)
1.一种蓄电池正铅膏，其特征在于，含有以下重量份的原料：高氧化度铅粉490~510份、低氧化度铅粉490~510份、红丹22~28份、黄丹22~28份、四碱式硫酸铅8~12份、气相二氧化硅1~3份、纳米二氧化硅1~3份、1～2mm涤纶短纤维0.3～0.7份、3～5mm涤纶短纤维0.3～0.7份、1.4~1.6g/cm3硫酸溶液45~55份、1.1~1.3g/cm3硫酸溶液45~55份。
2.根据权利要求1所述的蓄电池正铅膏，其特征在于，含有以下重量份的原料：高氧化度铅粉500份、低氧化度铅粉500份、红丹25份、黄丹25份、四碱式硫酸铅10份、气相二氧化硅2份、纳米二氧化硅2份、1～2mm涤纶短纤维0.5份、3～5mm涤纶短纤维0.5份、1.5g/cm3硫酸溶液50份、1.2g/cm3硫酸溶液50份。
3.根据权利要求1或2所述的蓄电池正铅膏，其特征在于：所述高氧化度铅粉氧化度为80～85%，视密度为1.25～1.3g/cm3。
4.根据权利要求1或2所述的蓄电池正铅膏，其特征在于：所述低氧化度铅粉氧化度为65～70%，视密度为1.45～1.5g/cm3。
5.根据权利要求1或2所述的蓄电池正铅膏，其特征在于：所述气相二氧化硅比表面积为150～250m2/g。
6.根据权利要求1或2所述的蓄电池正铅膏，其特征在于：所述纳米二氧化硅比表面积为600～800m2/g。
7.根据权利要求1或2所述的蓄电池正铅膏，其特征在于：所述铅膏的视密度为4.2~4.6 g/cm3。
8.一种权利要求1或2所述蓄电池正铅膏的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将铅粉、红丹、黄丹、四碱式硫酸铅、二氧化硅、涤纶短纤维六种干料加入和膏机，搅拌5～8分钟；
（2）快速加入上述干料总重9~11%的水，加水在1～2分钟完成，然后搅拌4～5分钟；
（3）慢速添加高密度硫酸，在8～10分钟完成；
（4）添加低密度硫酸，在4～5分钟完成；
（5）加酸结束后再搅拌4~6分钟，这时温度会降低到40～50℃，再进行铅膏视密度测量，符合要求即可出膏；如果铅膏视密度偏高就要添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挥发水分至合格再出膏。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于：所述水的电导率不大于2μS/cm。
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| CN103199243A (zh) * | 2013-03-14 | 2013-07-10 | 超威电源有限公司 | 一种铅酸蓄电池正极铅膏 |
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