CN105720266B - 高性能铅酸蓄电池铅膏 - Google Patents

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Abstract

一种高性能铅酸蓄电池铅膏，包括正极铅膏配方和负极铅膏配方，其特征在于，所述正极铅膏由以下重量的组方制成：三氧化二锑1.1kg、硫酸亚锡0.95kg、石墨1.96kg、涤纶短纤维0.66kg、纯水100kg、硫酸80kg、铅粉1000kg、四碱式硫酸铅0.35kg；所述负极铅膏由以下重量的组方制成：石墨202kg、木素1.8kg、硫酸钡7kg、涤纶短纤维0.65kg、腐殖酸2.2kg、纯水110kg、硫酸78kg、铅粉1000kg、四碱式硫酸铅0.23kg。本发明在石墨、短纤维等的基础上，引入四碱式硫酸铅，使得铅膏中活性物质强度大、化成难度小，组装成电池后，电池初始容量大，循环寿命长。

Description

高性能铅酸蓄电池铅膏
技术领域
本发明涉及铅酸电池技术领域，具体涉及一种高性能铅酸蓄电池铅膏。
背景技术
铅酸蓄电池正极的固化是电池制造的一个关键工艺。在固化过程中活性物质的化学和物理的结构基础得以建立，极板获得了机械强度，以使后面的工艺操作可以进行。根据AOS理论：随着电池循环的进行，正极活性物质反复进行膨胀收缩，颗粒之间的颈区变小，使得活性物质颗粒之间的接触变得越来越不良，导电性能变差，最终导致活性物质软化脱落，电池容量明显衰减，电池失效。因此提高活性物质充电接受能力及改善正极活性物质颗粒结构是实现电池长循环寿命的关键。
电动助力车用铅酸蓄电池是应用于电动助力车领域的核心部件，蓄电池的性能和质量直接关系到电动助力车的正常行驶，而铅酸蓄电池的性能和质量主要受铅膏配方的影响。
目前，国内电动助力车用铅酸蓄电池的铅膏配方各异，大多直接借用普通阀控铅酸蓄电池的配方，普通阀控蓄电池的配方无法解决蓄电池的耐过放电性能和充电接受能力差的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种成分较为简单，成本低的高性能铅酸蓄电池铅膏。
本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
一种高性能铅酸蓄电池铅膏，包括正极铅膏配方和负极铅膏配方，其中，所述正极铅膏由以下重量的组方制成：三氧化二锑1.1kg、硫酸亚锡0.95kg、石墨1.96kg、涤纶短纤维0.66kg、纯水100kg、硫酸80kg、铅粉1000kg、四碱式硫酸铅0.35kg；
所述负极铅膏由以下重量的组方制成：石墨202kg、木素1.8kg、硫酸钡7kg、涤纶短纤维0.65kg、腐殖酸2.2kg、纯水110kg、硫酸78kg、铅粉1000kg、四碱式硫酸铅0.23kg；
所述正极铅膏配方中硫酸的密度为1.35g/cm3，铅粉的视密度为1.4±0.05g/cm3，铅粉的氧化度为70-75％。
所述负极铅膏配方中硫酸的密度为1.35g/cm3，铅粉的视密度为1.42±0.05g/cm3，铅粉的氧化度为68-73％。
所述四碱式硫酸铅的制备方法如下：
1)收集铅酸电池生产中产生的废铅膏，将废铅膏送入沉淀池，加入清水进行搅拌清洗，然后自然静置沉淀；
2)取步骤1)中的沉淀物，在该沉淀物中加入适量铅粉搅拌均匀，使沉淀物呈糊状(乳状)铅膏；铅粉的加入量使沉淀物能够成糊状即可；
3)将步骤2)中糊状铅膏放入容器中，用2.8mpa的蒸汽压力保温3.3小时，然后放去压力使糊状铅膏恢复至常态，保持3.5小时，如此连续2次，制得加压铅膏；
4)将步骤3)中得到的加压铅膏在102℃的烘干设备中进行烘干处理，得到干铅膏待用；
5)将步骤4)中的干铅膏放入尼龙球磨罐中，以玛瑙球为磨球，球料质量比为7：1，在转速为150转/分的条件下，连续球磨3.5小时；4BS的粒度达到20μm以下，且分布均匀，一致性也很好，晶体排列的一致性佳，而且结构达到稳定状态；
6)将球磨完毕的粉料连同玛瑙磨球一起倒入粉料盘中，在80℃下烘干，把烘干的粉料过筛，取出玛瑙磨球，然后将粉料研磨，直至无较大团聚为止，至此，得到四碱式硫酸铅。
本发明的有益效果是：本发明在石墨、短纤维等的基础上，引入四碱式硫酸铅，使得铅膏中活性物质强度大、化成难度小，组装成电池后，电池初始容量大，循环寿命长。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。
实施例1
一种高性能铅酸蓄电池铅膏，包括正极铅膏配方和负极铅膏配方，其中，所述正极铅膏由以下重量的组方制成：三氧化二锑1.1kg、硫酸亚锡0.95kg、石墨1.96kg、涤纶短纤维0.66kg、纯水100kg、硫酸80kg、铅粉1000kg、四碱式硫酸铅0.35kg；
所述负极铅膏由以下重量的组方制成：石墨202kg、木素1.8kg、硫酸钡7kg、涤纶短纤维0.65kg、腐殖酸2.2kg、纯水110kg、硫酸78kg、铅粉1000kg、四碱式硫酸铅0.23kg；
所述正极铅膏配方中硫酸的密度为1.35g/cm3，铅粉的视密度为1.4±0.05，铅粉的氧化度为70-75。
所述负极铅膏配方中硫酸的密度为1.35g/cm3，铅粉的视密度为1.42±0.05，铅粉的氧化度为68-73。
实施例2
一种高性能铅酸蓄电池铅膏，包括正极铅膏配方和负极铅膏配方，其中，所述正极铅膏由以下重量的组方制成：三氧化二锑1.1kg、硫酸亚锡0.95kg、石墨1.96kg、涤纶短纤维0.66kg、纯水100kg、硫酸80kg、铅粉1000kg、四碱式硫酸铅0.35kg；
所述负极铅膏由以下重量的组方制成：石墨202kg、木素1.8kg、硫酸钡7kg、涤纶短纤维0.65kg、腐殖酸2.2kg、纯水110kg、硫酸78kg、铅粉1000kg、四碱式硫酸铅0.23kg；
所述正极铅膏配方中硫酸的密度为1.35g/cm3，铅粉的视密度为1.4±0.05，铅粉的氧化度为70-75。
所述负极铅膏配方中硫酸的密度为1.35g/cm3，铅粉的视密度为1.42±0.05，铅粉的氧化度为68-73。
所述四碱式硫酸铅的制备方法如下：
1)收集铅酸电池生产中产生的废铅膏，将废铅膏送入沉淀池，加入清水进行搅拌清洗，然后自然静置沉淀；
2)取步骤1)中的沉淀物，在该沉淀物中加入适量铅粉搅拌均匀，使沉淀物呈糊状(乳状)铅膏；铅粉的加入量使沉淀物能够成糊状即可；
3)将步骤2)中糊状铅膏放入容器中，用2.8mpa的蒸汽压力保温3.3小时，然后放去压力使糊状铅膏恢复至常态，保持3.5小时，如此连续2次，制得加压铅膏；
4)将步骤3)中得到的加压铅膏在102℃的烘干设备中进行烘干处理，得到干铅膏待用；
5)将步骤4)中的干铅膏放入尼龙球磨罐中，以玛瑙球为磨球，球料质量比为7：1，在转速为150转/分的条件下，连续球磨3.5小时；4BS的粒度达到20μm以下，且分布均匀，一致性也很好，晶体排列的一致性佳，而且结构达到稳定状态；
6)将球磨完毕的粉料连同玛瑙磨球一起倒入粉料盘中，在80℃下烘干，把烘干的粉料过筛，取出玛瑙磨球，然后将粉料研磨，直至无较大团聚为止，至此，得到四碱式硫酸铅。
实施例3
一种高性能铅酸蓄电池铅膏，包括正极铅膏配方和负极铅膏配方，其中，所述正极铅膏由以下重量的组方制成：三氧化二锑1.1kg、硫酸亚锡0.95kg、石墨1.96kg、涤纶短纤维0.66kg、纯水100kg、硫酸80kg、铅粉1000kg、四碱式硫酸铅0.35kg；
所述负极铅膏由以下重量的组方制成：石墨202kg、木素1.8kg、硫酸钡7kg、涤纶短纤维0.65kg、腐殖酸2.2kg、纯水110kg、硫酸78kg、铅粉1000kg、四碱式硫酸铅0.23kg；
所述正极铅膏配方中硫酸的密度为1.35g/cm3，铅粉的视密度为1.4±0.05，铅粉的氧化度为70-75。
所述负极铅膏配方中硫酸的密度为1.35g/cm3，铅粉的视密度为1.42±0.05，铅粉的氧化度为68-73。
上述正极铅膏和负极铅膏的和膏方法如下：
(1)加粉：将铅粉在2分钟内加入负压和膏机，然后干混2分钟；
(2)加水：干混后在1分钟内加入水，然后水混4分钟；
(3)加酸：将稀硫酸在10-12分钟内加完，然后酸混5分钟，再加入其剩余物料，混合10分钟；
其中加酸步骤分为6次完成：
第1次：加酸量为10％，负压和膏机设定负压为250mbar，温度为65℃；
第2次：加酸量为20％，负压和膏机设定负压为190mbar，温度为59℃；
第3次：加酸量为20％，负压和膏机设定负压为180mbar，温度为58℃；
第4次：加酸量为20％，负压和膏机设定负压为157mbar，温度为55℃；
第5次：加酸量为20％，负压和膏机设定负压为143mbar，温度为53℃；
第6次：加酸量为10％，负压和膏机设定负压为140mbar，温度为52℃；
(4)出膏：至温度降到35-40℃、铅膏视密度4.45-4.50g/ml时出膏，然后涂板即可。
采用上述铅膏制备的极板需要在特定环境下进行固化，其固化工艺如下：
第一阶段：控制固化室内正极板固化温度在52℃，负极板固化温度在46℃，相对湿度在99％，固化时间控制在20小时；
第二阶段：控制固化室内正极板固化温度在61℃，负极板固化温度在52℃，相对湿度在99％，固化时间控制在22小时；
第三阶段：控制固化室内正极板固化温度在62℃，负极板固化温度在57℃，相对湿度在82％，固化时间控制在5小时；
第四阶段：控制固化室内正极板固化温度在65℃，负极板固化温度在60℃，相对湿度在60％，干燥时间控制在2小时；
第五阶段：控制固化室内正极板干燥温度在72℃，负极板干燥温度在72℃，相对湿度在40％，干燥时间控制在2小时；
第六阶段：控制固化室内正极板干燥温度在85℃，负极板干燥温度在85℃，相对湿度在0.5％，干燥时间控制在18小时。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (3)

1.一种高性能铅酸蓄电池铅膏，包括正极铅膏配方和负极铅膏配方，其特征在于，所述正极铅膏由以下重量的组方制成：三氧化二锑1.1kg、硫酸亚锡0.95kg、石墨1.96kg、涤纶短纤维0.66kg、纯水100kg、硫酸80kg、铅粉1000kg、四碱式硫酸铅0.35kg；
所述负极铅膏由以下重量的组方制成：石墨202kg、木素1.8kg、硫酸钡7kg、涤纶短纤维0.65kg、腐殖酸2.2kg、纯水110kg、硫酸78kg、铅粉1000kg、四碱式硫酸铅0.23kg；
所述四碱式硫酸铅的制备方法如下：
(1)收集铅酸电池生产中产生的废铅膏，将废铅膏送入沉淀池，加入清水进行搅拌清洗，然后自然静置沉淀；
(2)取步骤(1)中的沉淀物，在该沉淀物中加入适量铅粉搅拌均匀，使沉淀物呈糊状铅膏；铅粉的加入量使沉淀物能够成糊状即可；
(3)将步骤(2)中糊状铅膏放入容器中，用2.8mpa的蒸汽压力保温3.3小时，然后放去压力使糊状铅膏恢复至常态，保持3.5小时，如此连续2次，制得加压铅膏；
(4)将步骤(3)中得到的加压铅膏在102℃的烘干设备中进行烘干处理，得到干铅膏待用；
(5)将步骤(4)中的干铅膏放入尼龙球磨罐中，以玛瑙球为磨球，球料质量比为7：1，在转速为150转/分的条件下，连续球磨3.5小时；
(6)将球磨完毕的粉料连同玛瑙磨球一起倒入粉料盘中，在80℃下烘干，把烘干的粉料过筛，取出玛瑙磨球，然后将粉料研磨，直至无较大团聚为止，至此，得到四碱式硫酸铅；
上述正极铅膏和负极铅膏的和膏方法如下：
(1)加粉：将铅粉在2分钟内加入负压和膏机，然后干混2分钟；
(2)加水：干混后在1分钟内加入纯水，然后水混4分钟；
(3)加酸：将硫酸在10-12分钟内加完，然后酸混5分钟，再加入其剩余物料，混合10分钟；
其中加酸步骤分为6次完成：
第1次：加酸量为10％，负压和膏机设定负压为250mbar，温度为65℃；
第2次：加酸量为20％，负压和膏机设定负压为190mbar，温度为59℃；
第3次：加酸量为20％，负压和膏机设定负压为180mbar，温度为58℃；
第4次：加酸量为20％，负压和膏机设定负压为157mbar，温度为55℃；
第5次：加酸量为20％，负压和膏机设定负压为143mbar，温度为53℃；
第6次：加酸量为10％，负压和膏机设定负压为140mbar，温度为52℃；
(4)出膏：至温度降到35-40℃、铅膏视密度4.45-4.50g/ml时出膏，然后涂板即可。
2.根据权利要求1所述的高性能铅酸蓄电池铅膏，其特征在于，所述正极铅膏配方中硫酸的密度为1.35g/cm3，铅粉的视密度为1.4±0.05g/cm3，铅粉的氧化度为70-75％。
3.根据权利要求1所述的高性能铅酸蓄电池铅膏，其特征在于，所述负极铅膏配方中硫酸的密度为1.35g/cm3，铅粉的视密度为1.42±0.05g/cm3，铅粉的氧化度为68-73％。
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