CN106169565A - 铅碳胶体电池极板铅膏配方及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种铅碳胶体电池极板铅膏配方及其制备方法，用Cypbrid碳代替部分铅，Cypbrid碳的加入使电池具有铅酸电池和电容器的特点，有助于提高电池快速充电能力，提升了电池的功率密度，延长了循环寿命，同时由于Cypbrid碳占据了部分电极空间，导致能量密度降低，也可能增加电极析气量；加SiO2和聚阴离子纤维素，极板孔率增加，增加了硫酸的吸附力，并对附着在极板表面的活性物有保护作用，由于极板干膏都有胶体存在，对硫酸和水份的保持能力增加，充放电特性优良，同时可与胶体电解液配用，降低注酸液中的含胶量，有利于灌注胶体的均匀分布，能使极板中的隔板中电解液与胶体有机结合。

Description

铅碳胶体电池极板铅膏配方及其制备方法
技术领域
本发明涉及铅碳胶体电池极板技术，尤其涉及一种铅碳胶体电池极板铅膏配方及其制备方法。
背景技术
传统的铅酸蓄电池有着循环寿命短和比能量低的特点。为了提高电池循环寿命，会在注酸时与胶体混合制作胶体电池，这样加胶量较多，灌注较难，且容易混合不均匀。
常规铅酸蓄电池极板制造工艺流程如下：首先对氧化铅粉和其它来料混合进行和膏，对得到的铅膏在板栅上进行涂片，再对涂片的极板表面淋酸，快速干燥，固化，最后对生极板进行分片打磨。其中，和膏过程如下:将氧化铅粉放入和膏机中，时间应小于30秒；之后将工艺要求量的添加剂加入膏桶内，进行干和充分搅拌，时间为5min；干和时间达到5min时，开始加水，时间约1min，加水完毕设备自动进行湿和，湿和时间为5min；湿和完毕均匀缓慢地加入稀硫酸，加酸时间应大于8min，充分搅匀，最后测定视密度，若达不到要求，补加少量纯水调节，直到符合要求。和膏总时间应在35-45min，出膏温度约45℃。这种和膏工艺缺点有:铅膏孔率低，吸酸和保持酸液能力弱，容量低，活性物质利用率低；若做成胶体电池，电解液中胶体成份很难进入极板，活性物孔表面对酸液的吸附力弱不利与充电和放电，对酸和水的保持能力较弱。
发明内容
有鉴于此，本发明提出了一种循环寿命延长、可快速充电的铅碳胶体电池极板铅膏配方及其制备方法。
本发明的技术方案是这样实现的：一方面，本发明提供了一种铅碳胶体电池极板铅膏配方，其包括正极板铅膏配方和负极板铅膏配方，所述正极板铅膏配方包括以下质量份的组分，
氧化铅粉：100份；
稀硫酸：7-10份；
短纤维：0.08-0.2份；
Cypbrid碳：0.1-0.2份；
纳米级二氧化硅：0.l-0.5份；
聚阴离子纤维素溶液：0.07-0.5份；
纯水：7-10份。
在以上技术方案的基础上，优选的，所述负极板铅膏配方包括以下质量份的组分，
氧化铅粉：100份；
稀硫酸：7-11份；
短纤维：0.05-0.15份；
Cypbrid碳：0.2-0.5份；
硫酸钡：0.4-2份；
木素磺酸钠：0.1-0.4份；
纳米级二氧化硅：0.1-0.5份；
聚阴离子纤维素溶液：0.07-0.5份；
纯水：7-9份。
在以上技术方案的基础，优选的，所述稀硫酸密度为1.20-1.60g/cm3。
在以上技术方案的基础，优选的，所述纳米级二氧化硅粒径为1～9nm。
在以上技术方案的基础，优选的，所述聚阴离子纤维素溶液中，聚阴离子纤维素与水的重量比为0.1～1.25％。
在以上技术方案的基础，优选的，所述短纤维包括涤纶、锦纶、腈纶、维纶和氨纶。
第二方面，本发明提供了本发明第一方面所述的铅碳胶体电池极板铅膏的制备方法，所述正极板铅膏的制备包括以下步骤，
S1，将氧化铅粉放入和膏机中，再加入短纤维、Cypbrid碳、硫酸钡、纳米级二氧化硅，进行干和充分搅拌；
S2，干和时间达到5min时，开始加水和聚阴离子纤维素溶液，进行湿和；
S3，湿和完毕均匀缓慢地加入稀硫酸，加酸时间应大于8min，充分搅匀，最后测定视密度，若达不到要求，补加少量纯水调节，直到符合要求。
在以上技术方案的基础，优选的，所述负极板铅膏的制备包括以下步骤，
S1，将氧化铅粉放入和膏机中，再加入短纤维、Cypbrid碳、木素磺酸钠、纳米级二氧化硅，进行干和充分搅拌；
S2，干和时间达到5min时，开始加水和聚阴离子纤维素溶液，进行湿和；
S3，湿和完毕均匀缓慢地加入稀硫酸，加酸时间应大于8min，充分搅匀，最后测定视密度，若达不到要求，补加少量纯水调节，直到符合要求。
在以上技术方案的基础，优选的，所述聚阴离子纤维素溶液的制备包括以下步骤，
首先，将聚阴离子纤维素按重量比为10-25％的量加入纯水中，充分搅拌至完全溶解，存放2小时后使用；
其次，将第一步配制的聚阴离子纤维素母液按质量比为纯水：聚阴离子纤维素母液＝100：1-5进行稀释，得到聚阴离子纤维素溶液。
本发明的铅碳胶体电池极板铅膏配方及其制备方法相对于现有技术具有以下有益效果：
(1)本发明的极板用Cypbrid碳代替部分铅，Cypbrid碳的加入使电池具有铅酸电池和电容器的特点，有助于提高电池快速充电能力，提升了电池的功率密度，延长了循环寿命，同时由于Cypbrid碳占据了部分电极空间，导致能量密度降低，也可能增加电极析气量；
(2)加SiO2和聚阴离子纤维素，极板孔率增加，增加了硫酸的吸附力，并对附着在极板表面的活性物有保护作用，由于极板干膏都有胶体存在，对硫酸和水份的保持能力增加，充放电特性优良，同时可与胶体电解液配用，降低注酸液中的含胶量，有利于灌注胶体的均匀分布，能使极板中的隔板中电解液与胶体有机结合。
具体实施方式
下面将结合本发明实施方式，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
实施例1
(1)配置聚阴离子纤维素溶液。步骤如下：
首先，将聚阴离子纤维素按重量比为10％的量加入纯水中，充分搅拌至完全溶解，存放2小时后使用；
其次，将第一步配制的聚阴离子纤维素母液按质量比为纯水：聚阴离子纤维素母液＝100：1进行稀释，得到聚阴离子纤维素溶液。
(2)量取正极板铅膏配方组分。
氧化铅粉：100kg；
1.20g/cm3稀硫酸：7kg；
短涤纶：0.08kg；
Cypbrid碳：0.1kg；
粒径为1～9nm的二氧化硅：0.l kg；
聚阴离子纤维素溶液：0.07kg；
纯水：7kg。
(3)量取负极板铅膏配方组分。
氧化铅粉：100kg；
1.20g/cm3稀硫酸：7kg；
短涤纶：0.05kg；
Cypbrid碳：0.2kg；
硫酸钡：0.4kg；
木素磺酸钠：0.1kg；
粒径为1～9nm的二氧化硅：0.1kg；
聚阴离子纤维素溶液：0.07kg；
纯水：7kg。
(4)制备正极板铅膏。包括以下步骤：
S1，将氧化铅粉放入和膏机中，再加入短涤纶、Cypbrid碳、硫酸钡、粒径为1～9nm的二氧化硅，进行干和充分搅拌；
S2，干和时间达到5min时，开始加水和聚阴离子纤维素溶液，进行湿和；
S3，湿和完毕均匀缓慢地加入稀硫酸，加酸时间大于8min，充分搅匀，最后测定视密度，视密度要求为4.2g/cm3，若达不到要求，补加少量纯水调节，直到符合要求。
(5)制备负极板铅膏。包括以下步骤：
S1，将氧化铅粉放入和膏机中，再加入短涤纶、Cypbrid碳、木素磺酸钠、粒径为1～9nm的二氧化硅，进行干和充分搅拌；
S2，干和时间达到5min时，开始加水和聚阴离子纤维素溶液，进行湿和；
S3，湿和完毕均匀缓慢地加入稀硫酸，加酸时间大于8min，充分搅匀，最后测定视密度，视密度要求为4.3g/cm3，若达不到要求，补加少量纯水调节，直到符合要求。
实施例2
(1)配置聚阴离子纤维素溶液。步骤如下：
首先，将聚阴离子纤维素按重量比为18％的量加入纯水中，充分搅拌至完全溶解，存放2小时后使用；
其次，将第一步配制的聚阴离子纤维素母液按质量比为纯水：聚阴离子纤维素母液＝100：2.5进行稀释，得到聚阴离子纤维素溶液。
(2)量取正极板铅膏配方组分。
氧化铅粉：100kg；
1.40g/cm3稀硫酸：8.5kg；
短腈纶：0.14kg；
Cypbrid碳：0.15kg；
粒径为1～9nm的二氧化硅：0.3kg；
聚阴离子纤维素溶液：0.3kg；
纯水：8.5kg。
(3)量取负极板铅膏配方组分。
氧化铅粉：100kg；
1.40g/cm3稀硫酸：9kg；
短腈纶：0.10kg；
Cypbrid碳：0.35kg；
硫酸钡：1.2kg；
木素磺酸钠：0.25kg；
粒径为1～9nm的二氧化硅：0.3kg；
聚阴离子纤维素溶液：0.3kg；
纯水：8kg。
(4)制备正极板铅膏。包括以下步骤：
S1，将氧化铅粉放入和膏机中，再加入短腈纶、Cypbrid碳、硫酸钡、粒径为1～9nm的二氧化硅，进行干和充分搅拌；
S2，干和时间达到5min时，开始加水和聚阴离子纤维素溶液，进行湿和；
S3，湿和完毕均匀缓慢地加入稀硫酸，加酸时间大于8min，充分搅匀，最后测定视密度，视密度要求为4.3g/cm3，若达不到要求，补加少量纯水调节，直到符合要求。
(5)制备负极板铅膏。包括以下步骤：
S1，将氧化铅粉放入和膏机中，再加入短腈纶、Cypbrid碳、木素磺酸钠、粒径为1～9nm的二氧化硅，进行干和充分搅拌；
S2，干和时间达到5min时，开始加水和聚阴离子纤维素溶液，进行湿和；
S3，湿和完毕均匀缓慢地加入稀硫酸，加酸时间大于8min，充分搅匀，最后测定视密度，视密度要求为4.4g/cm3，若达不到要求，补加少量纯水调节，直到符合要求。
实施例3
(1)配置聚阴离子纤维素溶液。步骤如下：
首先，将聚阴离子纤维素按重量比为25％的量加入纯水中，充分搅拌至完全溶解，存放2小时后使用；
其次，将第一步配制的聚阴离子纤维素母液按质量比为纯水：聚阴离子纤维素母液＝100：5进行稀释，得到聚阴离子纤维素溶液。
(2)量取正极板铅膏配方组分。
氧化铅粉：100kg；
1.60g/cm3稀硫酸：10kg；
短氨纶：0.2kg；
Cypbrid碳：0.2kg；
粒径为1～9nm的二氧化硅0.5kg；
聚阴离子纤维素溶液：0.5kg；
纯水：10kg。
(3)量取负极板铅膏配方组分。
氧化铅粉：100kg；
1.60g/cm3稀硫酸：11kg；
短氨纶：0.15kg；
Cypbrid碳：0.5kg；
硫酸钡：2kg；
木素磺酸钠：0.4kg；
粒径为1～9nm的二氧化硅：0.5kg；
聚阴离子纤维素溶液：0.5kg；
纯水：9kg。
(4)制备正极板铅膏。包括以下步骤：
S1，将氧化铅粉放入和膏机中，再加入短氨纶、Cypbrid碳、硫酸钡、粒径为1～9nm的二氧化硅，进行干和充分搅拌；
S2，干和时间达到5min时，开始加水和聚阴离子纤维素溶液，进行湿和；
S3，湿和完毕均匀缓慢地加入稀硫酸，加酸时间大于8min，充分搅匀，最后测定视密度，视密度要求为4.4g/cm3，若达不到要求，补加少量纯水调节，直到符合要求。
(5)制备负极板铅膏。包括以下步骤：
S1，将氧化铅粉放入和膏机中，再加入短氨纶、Cypbrid碳、木素磺酸钠、粒径为1～9nm的二氧化硅，进行干和充分搅拌；
S2，干和时间达到5min时，开始加水和聚阴离子纤维素溶液，进行湿和；
S3，湿和完毕均匀缓慢地加入稀硫酸，加酸时间大于8min，充分搅匀，最后测定视密度，视密度要求为4.5g/cm3，若达不到要求，补加少量纯水调节，直到符合要求。
以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种铅碳胶体电池极板铅膏配方，其包括正极板铅膏配方和负极板铅膏配方，其特征在于：所述正极板铅膏配方包括以下质量份的组分，
氧化铅粉：100份；
稀硫酸：7-10份；
短纤维：0.08-0.2份；
Cypbrid碳：0.1-0.2份；
纳米级二氧化硅：0.l-0.5份；
聚阴离子纤维素溶液：0.07-0.5份；
纯水：7-10份。
2.如权利要求1所述的铅碳胶体电池极板铅膏配方，其特征在于：所述负极板铅膏配方包括以下质量份的组分，
氧化铅粉：100份；
稀硫酸：7-11份；
短纤维：0.05-0.15份；
Cypbrid碳：0.2-0.5份；
硫酸钡：0.4-2份；
木素磺酸钠：0.1-0.4份；
纳米级二氧化硅：0.1-0.5份；
聚阴离子纤维素溶液：0.07-0.5份；
纯水：7-9份。
3.如权利要求1或2所述的铅碳胶体电池极板铅膏配方，其特征在于：所述稀硫酸密度为1.20-1.60g/cm3。
4.如权利要求1或2所述的铅碳胶体电池极板铅膏配方，其特征在于：所述纳米级二氧化硅粒径为1～9nm。
5.如权利要求1或2所述的铅碳胶体电池极板铅膏配方，其特征在于：所述聚阴离子纤维素溶液中，聚阴离子纤维素与水的重量比为0.1～1.25％。
6.如权利要求1或2所述的铅碳胶体电池极板铅膏配方，其特征在于：所述短纤维包括涤纶、锦纶、腈纶、维纶和氨纶。
7.如权利要求1所述的铅碳胶体电池极板铅膏的制备方法，其特征在于：所述正极板铅膏的制备包括以下步骤，
S1，将氧化铅粉放入和膏机中，再加入短纤维、Cypbrid碳、硫酸钡、纳米级二氧化硅，进行干和充分搅拌；
S2，干和时间达到5min时，开始加水和聚阴离子纤维素溶液，进行湿和；
S3，湿和完毕均匀缓慢地加入稀硫酸，加酸时间应大于8min，充分搅匀，最后测定视密度，若达不到要求，补加少量纯水调节，直到符合要求。
8.如权利要求2所述的铅碳胶体电池极板铅膏的制备方法，其特征在于：所述负极板铅膏的制备包括以下步骤，
S1，将氧化铅粉放入和膏机中，再加入短纤维、Cypbrid碳、木素磺酸钠、纳米级二氧化硅，进行干和充分搅拌；
S2，干和时间达到5min时，开始加水和聚阴离子纤维素溶液，进行湿和；
S3，湿和完毕均匀缓慢地加入稀硫酸，加酸时间应大于8min，充分搅匀，最后测定视密度，若达不到要求，补加少量纯水调节，直到符合要求。
9.如权利要求7或8所述的铅碳胶体电池极板铅膏的制备方法，其特征在于：所述聚阴离子纤维素溶液的制备包括以下步骤，
首先，将聚阴离子纤维素按重量比为10-25％的量加入纯水中，充分搅拌至完全溶解，存放2小时后使用；
其次，将第一步配制的聚阴离子纤维素母液按质量比为纯水：聚阴离子纤维素母液＝100：1-5进行稀释，得到聚阴离子纤维素溶液。
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