CN106410190A - 一种铅酸蓄电池正极铅膏制作方法 - Google Patents

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王富存
陆亚山
吕雪平
卢珊珊
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Abstract

本发明公开了一种铅酸蓄电池正极铅膏制作方法。重要改进在于以高压喷洒的方式向铅酸蓄电池正极配方中添加经高速分散后的碳纳米管水性浆料。所述碳纳米管是高长径比、高石墨化的多壁碳纳米管，其添加量是铅粉质量的0.05%～0.25 %；所述高压喷洒的压力为0.4MPa～0.8MPa。该方法可以最大程度的分散碳纳米管，极低的添加量即可有效提升正极活性物质导电性，延缓铅膏软化，从而大幅提升铅酸蓄电池正极的循环寿命。

Description

一种铅酸蓄电池正极铅膏制作方法
技术领域
本发明涉及一种铅酸蓄电池正极铅膏制作方法，属于铅酸蓄电池制作技术领域。
背景技术
随着锂离子电池技术的成熟，及上下游产业链的日趋完善；锂离子电池在储能、起停等新兴领域，甚至通信、低速电动车等铅酸蓄电池的传统领域，不断蚕食铅酸蓄电池的市场份额。加上国家政策的倾斜，2016年1月1日起，国家正式开始征收铅酸蓄电池消费税。对于铅酸蓄电池行业可谓是雪上加霜。但是，铅酸蓄电池毕竟发展了近160年，凭借着优秀的性价比及可靠的稳定性，仍然牢牢地占据着二次电池的半壁江山。特别是近年来迅速成熟的铅炭电池技术，为整个铅酸蓄电池行业点燃了新的希望。
铅炭电池仅凭借部分优秀的炭材料添加剂，即可大幅提升铅酸蓄电池的充电接受能力，从而将铅酸蓄电池在部分荷电态下的高倍率循环寿命提升两倍甚至更高；而且随着炭材料品质的提升，铅炭配方的优化，铅炭电池的寿命可以进一步提升。但是，铅炭电池是针对负极而言的，随着负极寿命的成倍提升，铅酸蓄电池正极的寿命逐渐成为铅酸蓄电池寿命提升的瓶颈。根据应用场景的不同，铅酸蓄电池正极的失效模式无非就是板栅腐蚀和铅膏软化。解决正极铅膏的软化问题成了提升铅酸蓄电池寿命的关键所在。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种有效延缓铅酸蓄电池正极因铅膏软化而失效，大幅提升铅酸蓄电池正极循环寿命的铅酸蓄电池正极铅膏制作方法。
本发明的技术方案是：铅酸蓄电池正极铅膏制作方法，包括干混、湿混、酸混，其改进之处在于铅膏中加入占铅粉质量0.05%～0.25%的碳纳米管，操作步骤是：先将碳纳米管制成固含量为1.0%～5.0%（重量）的水性浆料，并在高速分散机中分散10～20min，在干混结束时，再用高压喷枪将分散后的水性浆料均匀喷洒到和膏机中，接着开始加水湿混。
所述碳纳米管的长度与管径之比为80～180；所述高速分散机的转速为1000～3500r/min；所述高压喷枪的压力为0.4～0.8MPa；所述水性浆料在分散后5min之内开始喷洒，喷洒过程为2～5min。
本发明的有益效果如下：
经过高度石墨化处理的碳纳米管，可以稳定的存在于强酸、强氧化环境中，不会随着循环的进行而氧化失效。高速分散的碳纳米管，只需极低的添加量就能有效提升铅酸蓄电池正极活性物质的导电性，并发挥碳纳米管对活性物质的束缚作用，延缓铅膏软化。从而解决超长寿命铅酸蓄电池正极失效的短板，大幅提高电池的循环寿命。
附图说明
图1是本发明实施例中，12V60Ah起停电池在采用本方法前后储备容量的对比。
图2是本发明实施例中，12V60Ah起停电池在采用本方法前后50%DOD循环的对比。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，当然，下述实施例仅仅是本发明的一部分。
实施例中，铅酸蓄电池正极铅膏制作方法操作如下：将高长径比、高石墨化的多壁碳纳米管制成固含量为2%（重量）的水性浆料，用高速分散机，以2000r/min的转速分散15min；待铅酸蓄电池正极和膏干混结束时，用高压喷枪将上述碳纳米管浆料均匀的喷洒到和膏机中，水性浆料在分散后5min之内开始喷洒，完全喷洒之后，按照正常和膏顺序开始加水，完成正极铅膏的制作。上述碳纳米管的长度与管径的比值为150；高压喷枪的压力为0.6MPa；上述的碳纳米管浆料的整个喷洒过程耗时4.5min，上述碳纳米管的加入量占铅粉质量的0.15%。
采用本发明方法及常规方法分别制成12V60Ah起停电池，并进行性能对比。
如图1所示，采用本发明方法之后，正极提升电池的储备容量比常规电池提升了2分钟，整个放电的电压平台提升了约0.11V。这是由于碳纳米管的加入提升了电池活性物质的导电性，加速了电化学反应过程中的电子汇集速度；从而减小了电池反应的极化。由于碳纳米管的长程导电能力，也提升了电池正极活性物质的利用率。所以，电池的放电时间略微提升，电池放电过程的电压平台也出现小幅上升。
如图2所示，采用本发明方法后，起停电池在40℃下50%DOD（放电深度）的循环寿命由386次提升至720以上。这是由于采用高长径比、高石墨化的碳纳米管，经高速分散加上高压喷洒的添加方式，确保了每根碳纳米管都能够发挥应有的作用。该方法能够充分发挥碳纳米管对铅酸蓄电池正极活性物质的束缚作用，有效的延缓铅蓄酸蓄电池充放电过程中活性物质的反复收缩而导致的软化。所以，电池的循环寿命得以大幅提升。

Claims (5)

1.一种铅酸蓄电池正极铅膏制作方法，包括干混、湿混、酸混，其特征在于铅膏中加入占铅粉质量0.05%～0.25%的碳纳米管，操作步骤是：先将碳纳米管制成固含量为1.0%～5.0%（重量）的水性浆料，并在高速分散机中分散10～20min，在干混结束时，再用高压喷枪将分散后的水性浆料均匀喷洒到和膏机中，接着开始加水湿混。
2.按权利要求1所述铅酸蓄电池正极铅膏制作方法，其特征是所述碳纳米管的长度与管径之比为80～180。
3.按权利要求1所述铅酸蓄电池正极铅膏制作方法，其特征是所述高速分散机的转速为1000～3500r/min。
4.按权利要求1所述铅酸蓄电池正极铅膏制作方法，其特征是所述高压喷枪的压力为0.4～0.8MPa。
5.按权利要求1所述铅酸蓄电池正极铅膏制作方法，其特征是所述水性浆料在分散后5min之内开始喷洒，喷洒过程为2～5min。
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