CN105826566B - 一种环保铅酸蓄电池负极添加剂 - Google Patents

一种环保铅酸蓄电池负极添加剂 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种环保铅酸蓄电池负极添加剂，各组分按照质量份数计，生物改性腐植酸10‑18份，海藻糖20‑29份，硫酸钡10～22份，橡椀栲胶6‑12份，云母粉2‑3份，木素磺酸钠1‑1.5份。所述生物改性腐植酸的制备方法为：按照重量份，取2份符合铅酸蓄电池用腐植酸要求的腐植酸，加入多酚氧化酶0.02份，果胶酶0.05份，混合均匀后，保持36℃恒温处理5‑8小时，再80℃处理30分钟灭活多余的酶，即可。

Description

一种环保铅酸蓄电池负极添加剂
技术领域
本发明涉及一种环保铅酸蓄电池负极添加剂及制备方法，属于铅酸蓄电池制作领域。
背景技术
铅酸蓄电池充放电性能，尤其是低温充放电性能是受负极过程控制的。在低温情况下，铅酸蓄电池因充电接受能力差而导致不能正常使用。目前国内外都采用向负极活性物质中加入添加剂的办法解决这一问题。负极添加剂的加入可以防止或延缓铅负极活性物质在电池反应过程中收缩和低温钝化，从而提高蓄电池容量及低温启动性能。文献指出，如果不加负极添加剂，负极活性物质表面积在进行12次充放电循环后会减少60％。
人们一直尝试着用各种方法改善铅酸蓄电池的性能，目前，使用蓄电池添加剂是应用较广、成本较低，而且是行之有效的方法。在制造铅酸蓄电池负极板时，总是会用到各种功能的添加剂，虽然只占铅粉重量的千分之几，但能够改善铅膏晶体结构，保持活性物质的稳定性，也是电池整体设计的组成部分。负极添加剂的主要作用是为了提高铅酸蓄电池寿命，提高负极板的整体性能，包括有机和无机添加剂两种。
有机添加剂是铅酸蓄电池负极板中必须添加的一类重要的添加剂，有机添加剂的种类颇多，但是长期以来工业上使用居多的还是腐植酸和木素磺酸钠。木素磺酸钠作为蓄电池阴极膨胀剂时，由于其溶解度随硫酸密度的降低而增大，在溶液为中性时是全溶的，因此木素磺酸钠主要依靠溶解造孔来增加负极板的比表面积，提高电池放电容量，但是它又有相应的缺点，研究发现木素磺酸钠影响负极板的充电接受能力。还发现木素磺酸钠在和膏中发稀，存在电池早期容量衰减、化成后起皮等现象。负极板存在粘连问题，其粘连的情况与木素磺酸钠在酸中的溶解性成正比，温度越高，溶解度越大，粘连越严重。在电池使用过程中，加入木素磺酸钠的负极板铅膏易于脱落，降低了电池的使用寿命，木素磺酸钠在反应过程中溶解在电解液中，通过隔板进入正极，被氧化导致膨胀剂大量损失，产生过多孔率使得负极板结构松散，最终导致活性物质脱落，影响电池的使用寿命。腐植酸在水和硫酸溶液中的溶解度很小，并且电化学性质稳定，主要通过吸附作用来增加负极的比表面积以改变电池的电化学性能。一般选用腐植酸作为铅酸蓄电池有机膨胀剂。
发明内容
基于背景技术存在的缺点，本发明的目的是提供一种铅酸蓄电池负极添加剂，其不但制作简单，使用方便，虽然加入了腐植酸，但是却能有效提高电池的循环使用寿命，耐高温能力和充电接受能力和低温放电性能。
本发明首次将腐植酸利用生物酶改性后加入铅酸蓄电池负极中，其效果远远优于现有技术已知的各种化学改性，再配合其他比例的组分，各配方起到显著的协同作用，显著提高蓄电池的各项性能。
本发明的具体技术方案如下：
一种环保铅酸蓄电池负极添加剂，各组分按照质量份数计，生物改性腐植酸10-18份，海藻糖20-29份，硫酸钡10～22份，橡椀栲胶6-12份，云母粉2-3份，木素磺酸钠1-1.5份。
所述生物改性腐植酸的制备方法为：
按照重量份，取2份符合铅酸蓄电池用腐植酸要求的腐植酸，加入多酚氧化酶0.02份，果胶酶0.05份，混合均匀后，保持36℃恒温处理5-8小时，再80℃处理30分钟灭活多余的酶，即可；
上述铅酸蓄电池负极添加剂的制备方法是操作如下：将所有组分按比例混合，在干态下充分搅拌即可制得。
上述铅酸蓄电池预混负极添加剂的使用方法为：于负极铅粉中按照其质量的0.1％的比例加入所得添加剂，并按照常规方法制备铅酸蓄电池。
本发明的有益之处在于：
本发明首次将腐植酸利用生物酶改性后加入铅酸蓄电池负极中，其效果远远优于现有技术已知的各种化学改性，再配合其他比例的组分，各配方起到显著的协同作用，显著提高蓄电池的各项性能。其不但制作简单，使用方便，虽然加入了腐植酸，但是却能有效提高电池的循环使用寿命，耐高温能力和充电接受能力和低温放电性能。
具体实施方式
实施例1：
一种环保铅酸蓄电池负极添加剂，各组分按照质量份数计，生物改性腐植酸10份，海藻糖29份，硫酸钡10份，橡椀栲胶12份，云母粉2份，木素磺酸钠1.5份。
所述生物改性腐植酸的制备方法为：
按照重量份，取2份符合铅酸蓄电池用腐植酸要求的腐植酸，加入多酚氧化酶0.02份，果胶酶0.05份，混合均匀后，保持36℃恒温处理5小时，再80℃处理30分钟灭活多余的酶，即可；
上述铅酸蓄电池负极添加剂的制备方法是操作如下：将所有组分按比例混合，在干态下充分搅拌即可制得。
正极板为常规6-DZM-12Ah电池用正极板，负极板在常规铅膏配方的基础上，和膏时向铅粉中加入质量分数为0.1％的上述铅酸蓄电池负极复合添加剂，调整去离子水和硫酸量的比例进行和膏，手工涂板，固化干燥后得到负极板。
将按上述方法制得的负极板与现行生产的常规6-DZM-12Ah电池用正极板按照工厂6-DZM-12Ah装配工艺进行组装、灌酸、化成。并选用车间正常生产的同型号普通6-DZM-12Ah电池作为参照电池进行实验。
抽取一组常规6-DZM-12电池(10只)和一组负极添加本发明铅酸蓄电池预混负极添加剂的电池(10只)送检实验室，进行各项数据的检测。
实施例2：
一种环保铅酸蓄电池负极添加剂，各组分按照质量份数计，生物改性腐植酸18份，海藻糖20份，硫酸钡22份，橡椀栲胶6份，云母粉3份，木素磺酸钠1份。
所述生物改性腐植酸的制备方法为：
按照重量份，取2份符合铅酸蓄电池用腐植酸要求的腐植酸，加入多酚氧化酶0.02份，果胶酶0.05份，混合均匀后，保持36℃恒温处理8小时，再80℃处理30分钟灭活多余的酶，即可；
上述铅酸蓄电池负极添加剂的制备方法是操作如下：将所有组分按比例混合，在干态下充分搅拌即可制得。
正极板为常规6-DZM-12Ah电池用正极板，负极板在常规铅膏配方的基础上，和膏时向铅粉中加入质量分数为0.1％的上述铅酸蓄电池负极复合添加剂，调整去离子水和硫酸量的比例进行和膏，手工涂板，固化干燥后得到负极板。
将按上述方法制得的负极板与现行生产的常规6-DZM-12Ah电池用正极板按照工厂6-DZM-12Ah装配工艺进行组装、灌酸、化成。并选用车间正常生产的同型号普通6-DZM-12Ah电池作为参照电池进行实验。
抽取一组常规6-DZM-12电池(10只)和一组负极添加本发明铅酸蓄电池预混负极添加剂的电池(10只)送检实验室，进行各项数据的检测。
实施例3：
一种环保铅酸蓄电池负极添加剂，各组分按照质量份数计，生物改性腐植酸11份，海藻糖28份，硫酸钡15份，橡椀栲胶9份，云母粉2份，木素磺酸钠1.4份。
所述生物改性腐植酸的制备方法为：
按照重量份，取2份符合铅酸蓄电池用腐植酸要求的腐植酸，加入多酚氧化酶0.02份，果胶酶0.05份，混合均匀后，保持36℃恒温处理6小时，再80℃处理30分钟灭活多余的酶，即可；
上述铅酸蓄电池负极添加剂的制备方法是操作如下：将所有组分按比例混合，在干态下充分搅拌即可制得。
正极板为常规6-DZM-12Ah电池用正极板，负极板在常规铅膏配方的基础上，和膏时向铅粉中加入质量分数为0.1％的上述铅酸蓄电池负极复合添加剂，调整去离子水和硫酸量的比例进行和膏，手工涂板，固化干燥后得到负极板。
将按上述方法制得的负极板与现行生产的常规6-DZM-12Ah电池用正极板按照工厂6-DZM-12Ah装配工艺进行组装、灌酸、化成。并选用车间正常生产的同型号普通6-DZM-12Ah电池作为参照电池进行实验。
抽取一组常规6-DZM-12电池(10只)和一组负极添加本发明铅酸蓄电池预混负极添加剂的电池(10只)送检实验室，进行各项数据的检测。
实施例4：
一种环保铅酸蓄电池负极添加剂，各组分按照质量份数计，生物改性腐植酸17份，海藻糖21份，硫酸钡20份，橡椀栲胶7份，云母粉3份，木素磺酸钠1.1份。
所述生物改性腐植酸的制备方法为：
按照重量份，取2份符合铅酸蓄电池用腐植酸要求的腐植酸，加入多酚氧化酶0.02份，果胶酶0.05份，混合均匀后，保持36℃恒温处理7小时，再80℃处理30分钟灭活多余的酶，即可；
上述铅酸蓄电池负极添加剂的制备方法是操作如下：将所有组分按比例混合，在干态下充分搅拌即可制得。
正极板为常规6-DZM-12Ah电池用正极板，负极板在常规铅膏配方的基础上，和膏时向铅粉中加入质量分数为0.1％的上述铅酸蓄电池负极复合添加剂，调整去离子水和硫酸量的比例进行和膏，手工涂板，固化干燥后得到负极板。
将按上述方法制得的负极板与现行生产的常规6-DZM-12Ah电池用正极板按照工厂6-DZM-12Ah装配工艺进行组装、灌酸、化成。并选用车间正常生产的同型号普通6-DZM-12Ah电池作为参照电池进行实验。
抽取一组常规6-DZM-12电池(10只)和一组负极添加本发明铅酸蓄电池预混负极添加剂的电池(10只)送检实验室，进行各项数据的检测。
实施例5性能检测：
(1)充电接受能力测试
依据国家标准《GB/T 22199-2008电动助力车用密封铅酸蓄电池》，对实施例1-4制备得到的极添加本发明铅酸蓄电池预混负极添加剂的电池进行检测。
充电电流实验方法：实施例1-4所得到的电池的充电接受能力测试，在充电第600秒(即第10分钟)时，测试实施例1-4所得到的电池的充电电流分别为：5.62A、4.98A、4.91A、5.12A，对照组常规电池的充电电流为2.16A。
(2)循环寿命试验
循环寿命测试方法：在50℃环境中，以恒压14.1V、限流75A充电15h，再以恒流50A放电至终止电压11.0V为一个循环，当整组电池的放电容量低于额定容量的80％时，寿命终止。
测试循环380次时，放电容量为初始容量的百分比以及电池循环寿命终止时的循环次数。
结果如下表所示：
(3)板材外观
300次循环结束后的电池，先充满电然后进行解剖。
发现对照组的常规电池负极板很硬，尤其是极板下部，而实施例1-4的添加本发明铅酸蓄电池预混负极添加剂的电池经过300多次循环后，整片极板仍较软，没有出现板硬现象。
综上所述，本发明首次将腐植酸利用生物酶改性后加入铅酸蓄电池负极中，其效果远远优于现有技术已知的各种化学改性，再配合其他比例的组分，各配方起到显著的协同作用，显著提高蓄电池的各项性能。其不但制作简单，使用方便，虽然加入了腐植酸，但是却能有效提高电池的循环使用寿命，耐高温能力和充电接受能力和低温放电性能。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种环保铅酸蓄电池负极添加剂，各组分按照质量份数计，生物改性腐植酸10-18份，海藻糖20-29份，硫酸钡10～22份，橡椀栲胶6-12份，云母粉2-3份，木素磺酸钠1-1.5份；
所述生物改性腐植酸的制备方法为：
按照重量份，取2份符合铅酸蓄电池用腐植酸要求的腐植酸，加入多酚氧化酶0.02份，果胶酶0.05份，混合均匀后，保持36℃恒温处理5-8小时，再80℃处理30分钟灭活多余的酶，即可。
2.权利要求1所述的环保铅酸蓄电池负极添加剂在制备铅酸蓄电池上的应用。
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