CN106129342A - 一种长寿命铅酸蓄电池正极板的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开的一种长寿命铅酸蓄电池正极板的制备方法，包括：分别称取蓄电池生产用铅粉、过硼酸钠、蓄电池专用聚酯短纤维以及超细四碱式硫酸铅添加剂进行搅拌；加入纯水进行搅拌氧化，在搅拌氧化过程中添加硫酸水溶液；继续搅拌直至搅拌温度低至47℃‑53℃时停止搅拌，制得铅膏；将铅膏填涂在板栅上，制成未固化的正极板；将未固化的正极板送入固化室中进行固化后得到正极板。本发明的一种长寿命铅酸蓄电池正极板的制备方法的制备过程工艺稳定，缩短了极板固化时间，制备的正极板铅膏中四碱式硫酸铅的含量高、结晶颗粒小、粒度均匀，使得蓄电池充电化成效率高、初期容量大、使用寿命长、蓄电池一致性好。

Description

一种长寿命铅酸蓄电池正极板的制备方法
技术领域
本发明属于蓄电池材料制备技术领域，具体涉及一种长寿命铅酸蓄电池正极板的制备方法。
背景技术
蓄电池主要由电池槽、正极板、负极板、隔板和电解液组成。铅酸蓄电池在使用过程中，存在由于正极铅膏软化脱落引起蓄电池的循环寿命较短的问题。目前通过采用常规高温(72℃以上)固化、修正的高温固化以及在铅膏中添加超细四碱式硫酸铅添加剂等方式，提高正极铅膏中的四碱式硫酸铅的含量，从而防止正极铅膏的软化脱落。采用常规高温(72℃以上)固化方式制备的正极板中四碱式硫酸铅的结晶尺寸较大，极板充电化成时很难转化为活性物质，导致蓄电池的初期容量较低、性能一致性很差；采用修正的高温固化方式制备的正极板中四碱式硫酸铅的含量不稳定；单独在铅膏中添加四碱式硫酸铅添加剂方式生产的正极板中四碱式硫酸铅的含量低于50％。以上方法对防止正极铅膏软化脱落的效果均不明显，使得蓄电池循环使用寿命较短。
发明内容
本发明的目的在于提供一种长寿命铅酸蓄电池正极板的制备方法，解决了现有的铅酸蓄电池由于正极铅膏软化脱落导致使用寿命较短的问题。
本发明所采用的技术方案是：一种长寿命铅酸蓄电池正极板的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，分别称取蓄电池生产用铅粉、过硼酸钠、蓄电池专用聚酯短纤维以及超细四碱式硫酸铅添加剂加入和膏机中搅拌均匀；
步骤二，加入纯水进行搅拌氧化；
步骤三，在搅拌氧化结束后添加硫酸水溶液搅拌；
步骤四，继续搅拌直至搅拌温度降低至47℃-53℃时停止搅拌，完成和膏，制得铅膏；
步骤五，将第四步制备的铅膏均匀填涂在板栅上，制成未固化的正极板；
步骤六，将未固化的正极板送入固化室中进行固化后制得正极板。
本发明的特点还在于，
步骤一中称取的蓄电池生产用铅粉中氧化铅的质量分数为75％-85％、振实密度为2.2g/cm3-2.7g/cm3。
步骤一中过硼酸钠用量的确定方法为：根据蓄电池生产用铅粉的氧化度算出氧化铅和游离铅的含量，按游离铅与过硼酸钠的摩尔比为1:0.001-0.01的配比确定，过硼酸钠为一水合过硼酸钠或四水合过硼酸钠。
步骤一中按蓄电池生产用铅粉质量的0.08％-0.12％称取蓄电池专用聚酯短纤维，按蓄电池生产用铅粉质量的1％-2％称取超细四碱式硫酸铅添加剂。
超细四碱式硫酸铅添加剂的粉末粒径为2微米-5微米。
步骤二中倒入的纯水质量为蓄电池生产用铅粉质量的7％-9％，搅拌氧化时间为10min-20min。
步骤三中添加的硫酸水溶液质量为蓄电池生产用铅粉质量的14％-18％、且其密度为1.40g/cm3，添加时间为10min-15min，并且添加过程中铅膏温度在65℃以下。
步骤六中固化具体经过四个阶段得到正极板，分别为：
第一阶段，固化温度为80℃-95℃，相对湿度不小于95％，固化时间为4h-10h；
第二阶段，固化温度为53℃-58℃，相对湿度不小于95％，固化时间为10h-18h；
第三阶段，固化温度为53℃-58℃，相对湿度由第二阶段的相对湿度线性降低至60％，固化时间为4h-6h；
第四阶段，固化温度为82℃-88℃，相对湿度不大于20％，固化时间为7h-9h。
本发明的有益效果是：本发明的一种长寿命铅酸蓄电池正极板的制备方法解决了现有的铅酸蓄电池由于正极铅膏软化脱落导致使用寿命较短的问题。本发明的一种长寿命铅酸蓄电池正极板的制备方法具有以下优点：
1、制备的正极板铅膏中四碱式硫酸铅的含量高(可达到80％以上)、结晶颗粒小、粒度均匀，使得蓄电池充电化成效率高、初期容量大、使用寿命长、蓄电池一致性好；
2、正极板的制备过程工艺稳定，保证了正极板铅膏中四碱式硫酸铅含量和结晶尺寸的稳定性；
3、铅膏中添加了氧化剂、以及采用80％～95％、相对湿度95％以上的固化过程，缩短了极板固化时间。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。
实施例1
本实施例首先称取氧化铅含量在75％、振实密度在2.5g/cm3的蓄电池生产用铅粉100kg，一水合过硼酸钠(NaBO3·H2O)0.1kg，蓄电池专用聚酯短纤维0.08kg，平均粒径为2微米的超细四碱式硫酸铅添加剂1.0kg，加入和膏机中搅拌混合2min；加入9kg的纯水搅拌氧化10min。在搅拌过程加入密度为1.40g/cm3的H2SO4水溶液14kg，添加过程时间控制在10min，添加过程中铅膏的前序混合体的温度控制在65℃以下。继续搅拌直至其温度降低至53℃时停止搅拌，完成和膏，制得铅膏；然后将铅膏填涂在板栅上，制成未固化的正极板；最后将未固化的正极板送入固化室中，依次按下述四个阶段进行固化：
阶段 温度/℃ 相对湿度/％ 时间/h
第一阶段 90 ≥95 6
第二阶段 55 ≥95 12
第三阶段 55 线性降低至60 5
第四阶段 85 ≤20 8
经过四个阶段的固化处理后，即得正极板。
实施例2
本实施例首先称取氧化铅含量在80％、振实密度在2.2g/cm3的蓄电池生产用铅粉100kg，四水合过硼酸钠(NaBO3·4H2O)0.4kg，蓄电池专用聚酯短纤维0.1kg，平均粒径为4微米的超细四碱式硫酸铅添加剂1.0kg，加入和膏机中搅拌混合1min；加入8kg的纯水搅拌氧化15min。在搅拌过程加入密度为1.40g/cm3的H2SO4水溶液16kg，添加过程时间控制在12min，添加过程的温度控制在65℃以下。继续搅拌直至其温度降低至50℃时停止搅拌，完成和膏，制得铅膏；然后将铅膏填涂在板栅上，制成未固化的正极板；最后将未固化的正极板送入固化室中，依次按下述四个阶段进行固化：
经过四个阶段的固化处理后，即得正极板。
实施例3
本实施例首先称取氧化铅含量在85％、振实密度在2.7g/cm3的蓄电池生产用铅粉100kg，四水合过硼酸钠(NaBO3·4H2O)0.5kg，蓄电池专用聚酯短纤维0.1kg，平均粒径为5微米的超细四碱式硫酸铅添加剂1.0kg，加入和膏机中搅拌混合1min；加入7kg的纯水搅拌氧化20min。在搅拌过程加入密度为1.40g/cm3的H2SO4水溶液18kg，添加过程时间控制在15min，添加过程的温度控制在65℃以下。继续搅拌直至其温度降低至47℃时停止搅拌，完成和膏，制得铅膏；然后将铅膏填涂在板栅上，制成未固化的正极板；最后将未固化的正极板送入固化室中，依次按下述四个阶段进行固化：
阶段 温度/℃ 相对湿度/％ 时间/h
第一阶段 80 ≥95 10
第二阶段 55 ≥95 18
第三阶段 53 线性降低至60 4
第四阶段 82 ≤20 9
经过四个阶段的固化处理后，即得正极板。
本发明的一种长寿命铅酸蓄电池正极板的制备方法在制备过程中各成分的作用如下：
1、过硼酸钠：将铅粉中的游离铅氧化为氧化铅，缩短了极板的固化时间，同时为大量四碱式硫酸铅的形成提供了反应物；也可转化为铅膏的粘接剂，防止铅膏脱落；
2、超细四碱式硫酸铅添加剂：为大量四碱式硫酸铅形成提供了“晶种”，降低了四碱式硫酸铅形成过程的活化能，使形成的四碱式硫酸铅结晶的尺寸更小、分散更均匀，在极板充电化成过程更能顺利的转化为活性物质；
3、硫酸：加入铅粉质量14％～18％的密度为1.40g/cm3的H2SO4水溶液，为大量四碱式硫酸铅的形成提供了反应物；
4、固化过程初期温度80℃-95℃、相对湿度95％以上的固化过程第一阶段：加速了大量四碱式硫酸铅的形成速度。

Claims (8)

1.一种长寿命铅酸蓄电池正极板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，分别称取蓄电池生产用铅粉、过硼酸钠、蓄电池专用聚酯短纤维以及超细四碱式硫酸铅添加剂加入和膏机中搅拌均匀；
步骤二，加入纯水进行搅拌氧化；
步骤三，在搅拌氧化结束后添加硫酸水溶液搅拌；
步骤四，继续搅拌直至搅拌温度降低至47℃-53℃时停止搅拌，完成和膏，制得铅膏；
步骤五，将第四步制备的铅膏均匀填涂在板栅上，制成未固化的正极板；
步骤六，将未固化的正极板送入固化室中进行固化后制得正极板。
2.如权利要求1所述的一种长寿命铅酸蓄电池正极板的制备方法，其特征在于，所述步骤一中称取的蓄电池生产用铅粉中氧化铅的质量分数为75％-85％、振实密度为2.2g/cm3-2.7g/cm3。
3.如权利要求1或2所述的一种长寿命铅酸蓄电池正极板的制备方法，其特征在于，所述步骤一中过硼酸钠用量的确定方法为：根据蓄电池生产用铅粉的氧化度算出氧化铅和游离铅的含量，按游离铅与过硼酸钠的摩尔比为1:0.001-0.01的配比确定，所述过硼酸钠为一水合过硼酸钠或四水合过硼酸钠。
4.如权利要求1或2所述的一种长寿命铅酸蓄电池正极板的制备方法，其特征在于，所述步骤一中按所述蓄电池生产用铅粉质量的0.08％-0.12％称取所述蓄电池专用聚酯短纤维，按所述蓄电池生产用铅粉质量的1％-2％称取所述超细四碱式硫酸铅添加剂。
5.如权利要求1或4所述的一种长寿命铅酸蓄电池正极板的制备方法，其特征在于，所述超细四碱式硫酸铅添加剂的粉末平均粒径为2微米-5微米。
6.如权利要求1或2所述的一种长寿命铅酸蓄电池正极板的制备方法，其特征在于，所述步骤二中倒入的纯水质量为所述蓄电池生产用铅粉质量的7％-9％，搅拌氧化时间为10min-20min。
7.如权利要求1或2所述的一种长寿命铅酸蓄电池正极板的制备方法，其特征在于，所述步骤三中添加的硫酸水溶液质量为所述蓄电池生产用铅粉质量的14％-18％、且其密度为1.40g/cm3，添加时间为10min-15min，并且添加过程中铅膏温度在65℃以下。
8.如权利要求1所述的一种长寿命铅酸蓄电池正极板的制备方法，其特征在于，所述步骤五中固化具体经过四个阶段得到正极板，分别为：
第一阶段，固化温度为80℃-95℃，相对湿度不小于95％，固化时间为4h-10h；
第二阶段，固化温度为53℃-58℃，相对湿度不小于95％，固化时间为10h-18h；
第三阶段，固化温度为53℃-58℃，相对湿度由第二阶段的相对湿度线性降低至60％，固化时间为4h-6h；
第四阶段，固化温度为82℃-88℃，相对湿度不大于20％，固化时间为7h-9h。
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