CN105633399B - 一种易化成高比能量铅酸蓄电池 - Google Patents

一种易化成高比能量铅酸蓄电池 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种易化成高比能量铅酸蓄电池，包括正极铅膏和负极铅膏，所述正极铅膏的密度为4.0~4.15g/cm3，其由12~18%超纯水，6~12%质量百分数为50%的硫酸溶液，0.1~0.5%石墨胶体，0.05~0.1%短纤维，1~5%红丹，余量的氧化铅粉制成；所述负极铅膏的密度为4.1~4.15g/cm3，其由11~17%超纯水，5~11%质量百分数为50%的硫酸溶液，0.05~1%木素，0.05~1%腐殖酸，0.1~0.5%炭黑，余量的氧化铅粉制成。本发明的易化成高比能量铅酸蓄电池中铅膏密度低，活性物质利用率与极板孔隙率高，电池比能量能达到40wh/kg以上，电池更易灌酸、化成。

Description

一种易化成高比能量铅酸蓄电池
技术领域
本发明涉及铅酸蓄电池技术领域，尤其是涉及一种易化成高比能量铅酸蓄电池。
背景技术
铅酸蓄电池发明至今已有150多年的历史。因其具备安全性较高、性能稳定、制造成本较低，且有很高的循环利用价值的特点，使其广泛应用于国民经济和人们的生活中。但是随着社会的发展，人们对轻便型电源的需求，铅酸蓄电池的缺点也在慢慢显现。
铅酸蓄电池有正负极和电解液组成，理论上产生1Ah的电量需要，负极3.865g的铅，正极4.462g的二氧化铅，以及3.659g的硫酸，也就是说铅酸蓄电池的理论比容量为83.47Ah/kg。但实际上，蓄电池的比能量却比理论低很多，首先正负极活性物质需要载体，也就是板栅，板栅占整个电池重量的20%以上，其次活性物质利用率也是制约因素，传统的阀控密封铅酸蓄电池正负极活性物质利用率只有32%和35%左右。因此铅酸蓄电池的实际比容量仅为15Ah/kg，换算为比能量，铅酸蓄电池的实际比能量仅为30wh/kg左右。过低的比能量造成了铅酸蓄电池“笨重”的特点，这个特点很大限度的制约了铅酸蓄电池的应用，因此如何能提高铅酸蓄电池的比能量，对于铅酸蓄电池的未来至关重要。
发明内容
本发明是为了解决现有技术的铅酸蓄电池比能量过低的问题，提供了一种比能量且易化成的铅酸蓄电池。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种易化成高比能量铅酸蓄电池，包括正极铅膏和负极铅膏，所述正极铅膏的密度为4.0~4.15g/cm3，正极铅膏由以下质量百分比的组分制成：12~18%超纯水，6~12%质量百分数为50%的硫酸溶液，0.1~0.5%石墨胶体，0.05~0.1%短纤维，1~5%红丹，余量为氧化铅粉；所述负极铅膏的密度为4.1~4.15g/cm3，负极铅膏由以下质量百分比的组分制成：11~17%超纯水，5~11%质量百分数为50%的硫酸溶液，0.05~1%木素，0.05~1%腐殖酸，0.1~0.5%炭黑，余量为氧化铅粉。目前在生产上通常使用的为球磨铅粉和巴顿铅粉，球磨铅粉和巴顿铅粉的成分均为PbO和Pb的混合物，其颗粒分布是不均匀的，结构稳定性差，导致蓄电池在充电过程中物料转化的不一致，从而影响蓄电池的性能发挥，本发明对蓄电池的正、负极铅膏配方进行了优化改进，铅膏密度低，活性物质利用率高，电池比能量能达到40wh/kg以上。
作为优选，正极铅膏中的氧化铅粉由α-PbO和β-PbO混合而成，其中β-PbO的质量百分含量为10~40%，α-PbO余量。本发明中铅粉由α-PbO和β-PbO混合而成，颗粒均匀一致且结构稳定，在电池充放电过程中颗粒结构能始终保持稳定且不易结晶，能使正极板孔隙率保持稳定，从而保证了放电性能，另外能改善电解液的扩散速度，从而更有利于提高铅酸蓄电池的大电流放电能力。
作为优选，所述短纤维为聚酯纤维。
作为优选，聚酯纤维长度为2~4mm。
作为优选，所述负极铅膏中的氧化铅粉由α-PbO和β-PbO混合而成，其中β-PbO的质量百分含量为10~40%，α-PbO余量。
因此，本发明具有如下有益效果：本发明对蓄电池的正、负极铅膏配方进行了优化改进，铅膏密度低，活性物质利用率与极板孔隙率高，电池比能量能达到40wh/kg以上，同时大大改善了极板的浸润性能，电池更易灌酸、化成，有利于节省化成电量。
具体实施方式
下面通过具体实施方式对本发明做进一步的描述。
实施例1
一种易化成高比能量铅酸蓄电池，包括正极铅膏和负极铅膏，正极铅膏的密度为4.0g/cm3，正极铅膏由以下质量百分比的组分制成：12%超纯水，6%质量百分数为50%的硫酸溶液，0.1%石墨胶体，0.05%短纤维（长度为2mm聚酯纤维），1%红丹，80.85%由α-PbO和β-PbO混合而成的氧化铅粉，氧化铅粉中β-PbO的质量百分含量为10%，α-PbO的质量百分含量为90%；负极铅膏的密度为4.1g/cm3，负极铅膏由以下质量百分比的组分制成：11%超纯水，5%质量百分数为50%的硫酸溶液，0.05%木素，0.05%腐殖酸，0.1%炭黑，83.8%由α-PbO和β-PbO混合而成的氧化铅粉，氧化铅粉中β-PbO的质量百分含量为10%，α-PbO的质量百分含量为90%。
实施例2
一种易化成高比能量铅酸蓄电池，包括正极铅膏和负极铅膏，正极铅膏的密度为4.12g/cm3，正极铅膏由以下质量百分比的组分制成：14%超纯水，7%质量百分数为50%的硫酸溶液，0.2%石墨胶体，0.06%短纤维（长度为3mm聚酯纤维），2%红丹，76.74%由α-PbO和β-PbO混合而成的氧化铅粉，氧化铅粉中β-PbO的质量百分含量为20%，α-PbO的质量百分含量为80%；负极铅膏的密度为4.12g/cm3，负极铅膏由以下质量百分比的组分制成：15%超纯水，8%质量百分数为50%的硫酸溶液，0.07%木素，0.06%腐殖酸，0.2%炭黑，76.67%由α-PbO和β-PbO混合而成的氧化铅粉，氧化铅粉中β-PbO的质量百分含量为30%，α-PbO的质量百分含量为70%。
实施例3
一种易化成高比能量铅酸蓄电池，包括正极铅膏和负极铅膏，正极铅膏的密度为4.15g/cm3，正极铅膏由以下质量百分比的组分制成：18%超纯水，12%质量百分数为50%的硫酸溶液， 0.5%石墨胶体，0.1%短纤维（长度为4mm聚酯纤维），5%红丹，64.4%由α-PbO和β-PbO混合而成的氧化铅粉，氧化铅粉中β-PbO的质量百分含量为40%，α-PbO的质量百分含量为60%；负极铅膏的密度为4.15g/cm3，负极铅膏由以下质量百分比的组分制成：17%超纯水，11%质量百分数为50%的硫酸溶液，1%木素，1%腐殖酸，0.5%炭黑，69.5%由α-PbO和β-PbO混合而成的氧化铅粉，氧化铅粉中β-PbO的质量百分含量为40%，α-PbO的质量百分含量为60%。
本发明对蓄电池的正、负极铅膏配方进行了优化改进，铅膏密度低，活性物质利用率与极板孔隙率高，电池比能量能达到40wh/kg以上，同时大大改善了极板的浸润性能，电池更易灌酸、化成，有利于节省化成电量。
以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。

Claims (1)

1.一种易化成高比能量铅酸蓄电池，其特征在于，包括正极铅膏和负极铅膏，正极铅膏的密度为4.15g/cm3，正极铅膏由以下质量百分比的组分制成：18%超纯水，12%质量百分数为50%的硫酸溶液， 0.5%石墨胶体，0.1%长度为4mm聚酯纤维，5%红丹，64.4%由α-PbO和β-PbO混合而成的氧化铅粉，氧化铅粉中β-PbO的质量百分含量为40%，α-PbO的质量百分含量为60%；负极铅膏的密度为4.15g/cm3，负极铅膏由以下质量百分比的组分制成：17%超纯水，11%质量百分数为50%的硫酸溶液，1%木素，1%腐殖酸，0.5%炭黑，69.5%由α-PbO和β-PbO混合而成的氧化铅粉，氧化铅粉中β-PbO的质量百分含量为40%，α-PbO的质量百分含量为60%。
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