CN105047908A - 一种agm启停蓄电池用正极铅膏及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于铅蓄电池技术领域,具体公开了一种AGM启停蓄电池用正极铅膏及其制备方法。所述正极铅膏包含以下重量份数的成分:铅粉70-90、聚酯纤维0.01-0.1、玻璃纤维0.01-0.1、4BS晶种0-0.8、红丹5-12、硫酸6-8和纯水7-9。该正极铅膏能够使AGM启停蓄电池的循环寿命,尤其是50%DOD循环寿命大幅提高,减缓启停蓄电池使用过程中正极铅膏的泥化失效。
Description
技术领域
本发明属于铅蓄电池技术领域,具体涉及一种AGM启停蓄电池用正极铅膏及其制备方法。
背景技术
随着各国对气候变化的关注以及人们环保意识的逐步提高,降低汽车尾气排放的呼声也越来越高。机动车排放的污染物主要有碳氢化合物(HC)、氮氧化物(NOx)、一氧化碳(CO)、微粒(PM)等有害物质,会对全球气候变化、环境污染、身体健康构成直接影响。降低汽车尾气排放基本成为全球主要经济体的共同认识。
微混怠速启停汽车在节约燃油、减少温室气体、有毒有害气体排放方面,有着明显的现实意义。根据使用工况不同,怠速启停的燃油经济性有所波动,但基本能达到5%-10%的节油能力,对减少排放、保护环境的作用明显。
欧洲议会已通过一项法律草案,要求到2020年在欧盟国家出售的新汽车平均每公里二氧化碳排放量由目前的130g减少到95g,严格控制汽车二氧化碳排放量。微混怠速启停车在欧洲会得到更多的应用和发展。
用于微混怠速启停车的AGM电池是目前启停用蓄电池的发展趋势,用于微混怠速启停车的AGM电池与普通SLI蓄电池(传统的启动-照明-点火蓄电池,或称为富液式起动型蓄电池)相比,需要更好的循环耐久性能,浅循环寿命要达到普通3-4倍,以适应频繁启停。且用于微混怠速启停车的AGM电池在汽车自动熄火后要对车载电子系统及车内附属用电设备进行供电,电池的放电深度与普通SLI蓄电池相比有所增加,普通SLI蓄电池的放电深度在10%左右(荷电状态:stateofcharge为85%-90%),则微混怠速启停车的AGM电池的放电深度在20%-40%范围内,微混怠速启停车的AGM电池对深放电循环的要求也更高。
AGM启停蓄电池要求有更长的循环寿命,正极铅膏是影响循环寿命的关键所在。中国专利CN101651206A公开了一种电动汽车用蓄电池铅膏及其制备方法,铅膏配方的化学成分重量百分比为:氧化度为70%~85%的岛津式铅粉70%~80%、二氧化铅2%~10%、化学纤维0.1%~0.15%、硫酸亚锡0.01%~1%、稀土元素0.01%~1%、水10%~15%,重量浓度为40~50%的硫酸4%~10%。所述的稀土元素为轻稀土元素Sc、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu中的一种、或两种以上混合物。该发明的铅膏涂在正板栅后制成的蓄电池,既具有较高的初始容量,又可延长了蓄电池的平均寿命50%以上,还可有效地防止蓄电池的早期容量衰减。但应用于起停汽车的AGM电池寿命是常规SLI电池寿命的2-3倍,对循环寿命有更高的要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够适用于起停汽车用AGM启停蓄电池正极铅膏及其制备方法,该正极铅膏能够提高AGM启停蓄电池的深放电循环寿命,延缓正极活性物质的泥化失效。
上述目的是通过如下技术方案得以实现的:
一种AGM启停蓄电池用正极铅膏,包含以下重量份数的成分:铅粉70-90、聚酯纤维0.01-0.1、玻璃纤维0.01-0.1、4BS晶种0-0.8、红丹5-12、硫酸6-8和纯水7-9。
优选地,所述聚酯纤维与玻璃纤维的重量占总组成含量的0.06-0.15%;聚酯纤维与玻璃纤维的尺寸范围为1mm-6mm。
聚酯纤维与玻璃纤维的优选尺寸范围为2mm-4mm。
所述硫酸的密度为1.2-1.5g/cm3;硫酸中的铁含量不大于3ppm。
所述硫酸优选密度为1.35-1.45g/cm3,硫酸中的铁含量不大于1ppm。
所述铅粉中的铁含量不大于10ppm。
所述铅粉为含PbO的铅粉,PbO占铅粉的含量为70-76wt%。
所述4BS晶种可根据需求添加,亦可不添加。
试验表明,硫酸及玻璃纤维的添加的量和比例很重要,添加过量的硫酸会影响电池寿命,添加合适比例的玻璃纤维能够增强铅膏的粘附性能,延长电池寿命,硫酸和玻璃纤维的比值为65-80:1。
本发明的另一目的是提供一种AGM起停蓄电池正极铅膏的制备方法,步骤如下:
1)添加红丹、聚酯纤维、玻璃纤维和4BS晶种:
称取合适重量的红丹、聚酯纤维、玻璃纤维和4BS晶种,加入和膏设备中交混合搅拌均匀得添加剂混合物;
2)混铅粉:
铅粉与步骤1)的添加剂混合后,充分搅拌混合,混合搅拌时间2-3min,干混之后在1-1.5min内加入合适重量的纯水,并充分搅拌混和,混和搅拌时间为4-5min得铅粉混合物;
3)淋酸:
边搅拌边以喷淋状向步骤2)所得混合物中加入硫酸得淋酸混合物;
4)合膏:
将步骤3)所得淋酸混合物快速搅拌均匀,出膏即得起停AGM启停蓄电池正极铅膏。
优选地,所述步骤(3)的淋酸时间控制在10-15min。
优选地,所述步骤(4)的合膏温度为45-60℃,时间为5-8min,降温,出膏温度低于45℃。
优选地,所述合膏的绝对压强为150-300mbar。
与传统技术相比,本发明具有以下有益效果:
1)本发明采用了玻璃纤维添加技术,玻璃纤维在微观弱碱性环境下能部分溶解于铅膏中,增强铅膏的粘附效果;且本发明采用铅膏低含酸量技术,大大提升了电池的深循环寿命;
2)本发明所得铅膏具有优良的粘附性能和长寿命性能,参照福特标准ES-DS7T-10655-AA,50%DOD循环寿命可达500次以上,远远高于普通AGM启停蓄电池和富液SLI蓄电池;
3)本发明技术方案工艺简单易控,适合工业化生产。
具体实施方式
实施例1
一种AGM启停蓄电池用正极铅膏,包含以下重量份数的成分:铅粉700kg、聚酯纤维1kg、玻璃纤维0.1kg、4BS晶种8kg、红丹120kg、硫酸60kg和纯水90kg;
其中,聚酯纤维与玻璃纤维的尺寸范围为1mm-2mm;
硫酸密度为1.35-1.45g/cm3,硫酸中的铁含量不大于1ppm;
所述铅粉中的铁含量不大于10ppm;
所述铅粉为含PbO的铅粉,PbO占铅粉的含量为70wt%;
根据上述正极铅膏的配比,作如下的制备:
1)添加红丹、聚酯纤维、玻璃纤维和4BS晶种:
称取合适重量的红丹、聚酯纤维、玻璃纤维和4BS晶种,加入和膏设备中交混合搅拌均匀得添加剂混合物;
2)混铅粉:
铅粉与步骤1)的添加剂混合后,充分搅拌混合,混合搅拌时间2-3min,干混之后在1-1.5min内加入合适重量的纯水,并充分搅拌混和,混和搅拌时间为4-5min得铅粉混合物;
3)淋酸:
边搅拌边以喷淋状向步骤2)所得混合物中加入硫酸得淋酸混合物;
4)合膏:
将步骤3)所得淋酸混合物快速搅拌均匀,出膏即得起停AGM启停蓄电池正极铅膏;
其中,所述步骤(3)的淋酸时间控制在10min;
所述步骤(4)的合膏温度为45℃,时间为5min,降温,出膏温度低于45℃;
所述合膏的绝对压强为150-300mbar。
实施例2
一种AGM启停蓄电池用正极铅膏,包含以下重量份数的成分:铅粉800kg、聚酯纤维0.4kg、玻璃纤维1kg、4BS晶种3.5kg、红丹85kg、硫酸65kg和纯水82kg;
其中,聚酯纤维与玻璃纤维的尺寸范围为2mm-4mm;
硫酸密度为1.35-1.45g/cm3,硫酸中的铁含量不大于1ppm;
所述铅粉中的铁含量不大于10ppm;
所述铅粉为含PbO的铅粉,PbO占铅粉的含量为73wt%;
根据上述正极铅膏的配比,作如下的制备:
1)添加红丹、聚酯纤维、玻璃纤维和4BS晶种:
称取合适重量的红丹、聚酯纤维、玻璃纤维和4BS晶种,加入和膏设备中交混合搅拌均匀得添加剂混合物;
2)混铅粉:
铅粉与步骤1)的添加剂混合后,充分搅拌混合,混合搅拌时间2-3min,干混之后在1-1.5min内加入合适重量的纯水,并充分搅拌混和,混和搅拌时间为4-5min得铅粉混合物;
3)淋酸:
边搅拌边以喷淋状向步骤2)所得混合物中加入硫酸得淋酸混合物;
4)合膏:
将步骤3)所得淋酸混合物快速搅拌均匀,出膏即得起停AGM启停蓄电池正极铅膏;
其中,所述步骤(3)的淋酸时间控制在13min;
所述步骤(4)的合膏温度为55℃,时间为7min,降温,出膏温度低于45℃;
所述合膏的绝对压强为150-300mbar。
实施例3
一种AGM启停蓄电池用正极铅膏,包含以下重量份数的成分:铅粉900kg、聚酯纤维0.1kg、玻璃纤维1kg、红丹50kg、硫酸80kg和纯水70kg;
其中,聚酯纤维与玻璃纤维的尺寸范围为4mm-6mm;
硫酸密度为1.35-1.45g/cm3,硫酸中的铁含量不大于1ppm;
所述铅粉中的铁含量不大于10ppm;
所述铅粉为含PbO的铅粉,PbO占铅粉的含量为76wt%;
根据上述正极铅膏的配比,作如下的制备:
1)添加红丹、聚酯纤维、玻璃纤维和4BS晶种:
称取合适重量的红丹、聚酯纤维、玻璃纤维和4BS晶种,加入和膏设备中交混合搅拌均匀得添加剂混合物;
2)混铅粉:
铅粉与步骤1)的添加剂混合后,充分搅拌混合,混合搅拌时间2-3min,干混之后在1-1.5min内加入合适重量的纯水,并充分搅拌混和,混和搅拌时间为4-5min得铅粉混合物;
3)淋酸:
边搅拌边以喷淋状向步骤2)所得混合物中加入硫酸得淋酸混合物;
4)合膏:
将步骤3)所得淋酸混合物快速搅拌均匀,出膏即得起停AGM启停蓄电池正极铅膏;
其中,所述步骤(3)的淋酸时间控制在15min;
所述步骤(4)的合膏温度为60℃,时间为8min,降温,出膏温度低于45℃;
所述合膏的绝对压强为150-300mbar。
对比例1
一种AGM启停蓄电池用正极铅膏,包含以下重量份数的成分:铅粉800kg、聚酯纤维0.1kg、玻璃纤维0.1kg、4BS晶种3.5kg、红丹85kg、硫酸65kg和纯水82kg;
其中,聚酯纤维与玻璃纤维的尺寸范围为2mm-4mm;
硫酸密度为1.35-1.45g/cm3,硫酸中的铁含量不大于1ppm;
所述铅粉中的铁含量不大于10ppm;
所述铅粉为含PbO的铅粉,PbO占铅粉的含量为73wt%;
根据上述正极铅膏的配比,作如下的制备:
1)添加红丹、聚酯纤维、玻璃纤维和4BS晶种:
称取合适重量的红丹、聚酯纤维、玻璃纤维和4BS晶种,加入和膏设备中交混合搅拌均匀得添加剂混合物;
2)混铅粉:
铅粉与步骤1)的添加剂混合后,充分搅拌混合,混合搅拌时间2-3min,干混之后在1-1.5min内加入合适重量的纯水,并充分搅拌混和,混和搅拌时间为4-5min得铅粉混合物;
3)淋酸:
边搅拌边以喷淋状向步骤2)所得混合物中加入硫酸得淋酸混合物;
4)合膏:
将步骤3)所得淋酸混合物快速搅拌均匀,出膏即得起停AGM启停蓄电池正极铅膏;
其中,所述步骤(3)的淋酸时间控制在5min;
所述步骤(4)的合膏温度为70℃,时间为6min,降温,出膏温度低于45℃;
所述合膏的绝对压强为450mbar。
效果例
将上述实施例1-3所得正极铅膏,分别涂在专用板栅上,经固化干燥后制造出正生板。负生板采用起停AGM启停蓄电池负极铅膏及极板制作工艺制造。
经极板包覆AGM隔板,铸焊极群装入专用壳体,化成后制成AGM启停蓄电池。
然后将所得AGM启停蓄电池参照福特标准ES-DS7T-10655-AA进行性能验证,并同时与普通AGM电池(市售产品),以及传统富液SLI蓄电池验证结果进行对比(以70Ah电池为例),见表1所示:
表1
由表1数据可以看出,采用上述正极铅膏制作的AGM启停蓄电池在保证容量及低温起动性能满足要求的前提下,循环寿命远远高于普通AGM电池和富液电池,如50%DOD循环可达500-600次。
以上对本发明实施例所提供的一种AGM启停蓄电池用正极铅膏及其制备方法,进行了详细介绍,本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上所述,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (10)
1.一种AGM启停蓄电池用正极铅膏,其特征在于,包含以下重量份数的成分:铅粉70-90、聚酯纤维0.01-0.1、玻璃纤维0.01-0.1、4BS晶种0-0.8、红丹5-12、硫酸6-8和纯水7-9。
2.如权利要求1所述的铅膏,其特征在于,所述聚酯纤维与玻璃纤维的重量占总组成含量的0.06-0.15%;聚酯纤维与玻璃纤维的尺寸范围为1mm-6mm。
3.如权利要求1所述的铅膏,其特征在于,所述硫酸的密度为1.2-1.5g/cm3;硫酸中的铁含量不大于3ppm。
4.如权利要求1所述的铅膏,其特征在于,所述铅粉中的铁含量不大于10ppm。
5.如权利要求1所述的铅膏,其特征在于,所述铅粉为含PbO的铅粉,PbO占铅粉的含量为70-76wt%。
6.如权利要求1所述的铅膏,其特征在于,所述硫酸和玻璃纤维的比值为65-80:1。
7.一种AGM起停蓄电池正极铅膏的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
1)添加红丹、聚酯纤维、玻璃纤维和4BS晶种:
称取合适重量的红丹、聚酯纤维、玻璃纤维和4BS晶种,加入和膏设备中交混合搅拌均匀得添加剂混合物;
2)混铅粉:
铅粉与步骤1)的添加剂混合后,充分搅拌混合,混合搅拌时间2-3min,干混之后在1-1.5min内加入合适重量的纯水,并充分搅拌混和,混和搅拌时间为4-5min得铅粉混合物;
3)淋酸:
边搅拌边以喷淋状向步骤2)所得混合物中加入硫酸得淋酸混合物;
4)合膏:
将步骤3)所得淋酸混合物快速搅拌均匀,出膏即得AGM启停蓄电池正极铅膏。
8.如权利要求7所述的制备方法,其特征在于,所述步骤(3)的淋酸时间控制在10-15min。
9.如权利要求7所述的制备方法,其特征在于,所述步骤(4)的合膏温度为45-60℃,时间为5-8min,降温,出膏温度低于45℃。
10.如权利要求7所述的制备方法,其特征在于,所述合膏的绝对压强为150-300mbar。
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant |