CN106654257B - 一种铅酸蓄电池正极铅膏及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种蓄电池材料及其制备方法，特别是蓄电池正极铅膏及其制备方法，该正极铅膏各组分的质量份数为铅粉75‑85份、红丹5‑10份、磷酸钙0.5‑1份、稀硫酸5‑10份、氧化石墨烯0.2‑0.3份、EDTA‑2Na0.5‑1.5份、去离子水10‑20份，同时加入磷酸钙、氧化石墨烯和EDTA‑2Na，对电池的化成效果没有影响，在电池使用过程中提高电池的容量，有效克服电池后期极板的软化问题，延长电池的使用寿命。

Description

一种铅酸蓄电池正极铅膏及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种蓄电池材料及其制备方法，特别是蓄电池极板铅膏及其制备方法，属于蓄电池技术领域。
背景技术
铅酸蓄电池在循环使用时，主要的寿命衰减模式是正极铅膏的软化变态。 其实质是铅膏结晶体的变化，导致铅膏极度软化失效。 因此，如何保护铅膏结晶体在循环使用过程不变化，是提高铅酸蓄电池循环寿命的关键。
公告号CN 10424164 A公开了一种铅酸蓄电池正极铅膏，本发明采用向配方中加入微溶磷酸盐，使磷酸根在电池使用过程中缓释出来，这样既保证了电池的化成过程和前期性能不受影响，又可克服了电池使用后期极板软化的问题。但是磷酸盐的加入在化成期间磷酸根离子溶出对电池性能有一定影响，且电池容量较低。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供了一种铅酸蓄电池正极铅膏，该铅膏在循环过程中不易软化，显著提高铅酸蓄电池的循环使用能力，同时提高电池容量。
为解决上述技术问题所采用的技术方案是：
一种铅酸蓄电池正极铅膏，该正极铅膏各组分的质量份数为铅粉75-85份、红丹5-10份、磷酸钙0.5-1份、稀硫酸5-10份、氧化石墨烯0.2-0.3份、EDTA-2Na0.5-1.5份、去离子水5-10份。
所述的氧化石墨烯为羟基化石墨烯、羧基化石墨烯中的一种。
所述的一种铅酸蓄电池正极铅膏的制备方法，包括以下步骤是：按照上述铅膏配方将各组分称量好，将氧化石墨烯、磷酸钙、EDTA-2Na在去离子水中搅拌混合均匀，在2分钟内快速加入和膏机中与铅粉和红丹混合均匀，缓慢将稀硫酸加入到和膏机中，添加过程中持续搅拌，加酸后继续搅拌8-10分钟后，搅拌均匀待冷却至室温后，即可出膏。
本发明的有益效果：
本发明采用氧化石墨烯增加正极铅膏中活性物质的导电性，可以抑制部分电解液溶剂的分解，降低了电池的阻抗，明显提高了电池的比容量和循环稳定性，还可有效地对正极板的结构起到支撑作用；且氧化石墨烯与磷酸钙之间以化学键形式结合保证在化成期间磷酸盐不会溶出，对电池的化成效果没有影响，随着电池的循环使用，磷酸根离子溶出开始发挥作用，延长电池使用寿命。
本发明中磷酸钙为微溶于水的物质，微量的钙盐不会造成不良影响，当添加量较大的时候，单一使用会带来太多的钙，从而影响到电池的性质，加入少量的EDTA-2Na，与磷酸钙中的钙离子形成溶于水的络合物，使磷酸根离子从氧化石墨烯中缓释，增加磷酸根离子含量，而磷酸根离子可以促进α-PbO2的产生，使极板不易软化，从而延长了电池的寿命。
电池是可以进行充放电可逆反应的电源，在放电后电瓶内的物质反应转化成一种叫硫酸铅的结晶体，在充电后硫酸铅又转化为铅和硫酸，如此可逆反应。但是当反应条件不够完全和充分时，硫酸铅就不可能得以完全转化，以至于造成硫酸铅的堆积，这导致了电池的老化，使电池充放电困难，电池容量降低，更进一步促进了电极板的腐蚀降低了电池的使用寿命。本发明同时加入磷酸钙、氧化石墨烯和EDTA-2Na，均匀的混在活性物质铅膏中，对电池的化成效果没有影响，在电池使用过程中提高电池的容量，能使硫酸铅析出速度加快加上氧化石墨烯的特殊结构可以防止活性物质结块收缩，使硫酸铅无法形成规则致密的大晶体，抑制了铅晶短路，且这些无规则小颗粒的硫酸铅在充电时比较容易恢复为活性物质，有效克服电池后期极板的软化问题，延长电池的使用寿命。
具体实施例
本发明提供了一种铅酸蓄电池正极铅膏，包括铅粉、红丹、磷酸钙、稀硫酸、氧化石墨烯、EDTA-2Na、去离子水，各种组分相结合，使电池容量提高，铅酸蓄电池的循环使用能力显著提高，同时电池的寿命也明显提高。
下面对本发明实施例的技术方案进行解释和说明，但下述实施例仅仅为本发明的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其他实施例，都属于本发明的保护范围。
实施例1
一种铅酸蓄电池正极铅膏，该正极铅膏各组分的质量份数为铅粉82份、红丹5份、磷酸钙0.5份、稀硫酸6.5份、羟基化石墨烯0.2份、EDTA-2Na0.7份、去离子水5.1份。
上述一种铅酸蓄电池正极铅膏的制备方法，包括以下步骤：按照上述铅膏配方将各组分称量好，将羟基化石墨烯、磷酸钙、EDTA-2Na在去离子水中搅拌混合均匀，在2分钟内快速加入和膏机中与铅粉和红丹混合均匀，缓慢将稀硫酸加入到和膏机中，添加过程中持续搅拌，加酸后继续搅拌10分钟后，搅拌均匀待冷却至室温后，即可出膏。
实施例2
与实施例1的区别在于，一种铅酸蓄电池正极铅膏，该正极铅膏各组分的质量份数为铅粉78.5份、红丹7份、磷酸钙0.7份、稀硫酸7份、羟基化石墨烯0.3份、EDTA-2Na0.7份、去离子水5.8份。
实施例3
与实施例1的区别在于，一种铅酸蓄电池正极铅膏，该正极铅膏各组分的质量份数为铅粉82份、红丹5份、磷酸钙0.5份、稀硫酸6.5份、羧基化石墨烯0.2份、EDTA-2Na0.7份、去离子水5.1份。
实施例4
与实施例1的区别在于，一种铅酸蓄电池正极铅膏，该正极铅膏各组分的质量份数为铅粉78.5份、红丹7份、磷酸钙0.7份、稀硫酸7份、羧基化石墨烯0.3份、EDTA-2Na0.7份、去离子水5.8份。
对比例1：相对于实施例1中缺少羟基化石墨烯。
对比例2：相对于实施例1中缺少EDTA-2Na。
对比例3：相对于实施例1中缺少磷酸钙。
对比例4：相对于实施例1中缺少磷酸钙、羟基化石墨烯。
对比例5：相对于实施例1中缺少磷酸钙、EDTA-2Na。
对比例6：相对于实施例1中缺少羟基化石墨烯、EDTA-2Na。
将实施例1-4和对比例1-6中组分和膏后制成极板，组装成电池后进行实验。具体实验情况见下表（以12V12Ah电池为例）。
实施例1-4组装成的电池的实验数据表明采用羟基化石墨烯或羧基化石墨烯对电池容量和寿命影响不大；实施例1与对比例1-6的实验数据表明采用同时加入磷酸钙、羟基化石墨烯和EDTA-2Na的办法，可以提高电池的容量，延长电池的使用寿命。
由以上数据可知：由本发明提供的配方所制备的铅膏，可以提高电池的容量，且在电池使用过程中可以有效克服电池后期极板的软化问题，延长电池的使用寿命。
以上所述的实施例只是本发明中的较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其他的变体和改型。

Claims (3)

1.一种铅酸蓄电池正极铅膏，其特征在于，该正极铅膏各组分的质量份数为铅粉75-85份、红丹5-10份、磷酸钙0.5-1份、稀硫酸5-10份、氧化石墨烯0.2-0.3份、EDTA-2Na0.5-1.5份、去离子水5-10份。
2.根据权利要求1所述的一种铅酸蓄电池正极铅膏，其特征在于，所述的氧化石墨烯为羟基化石墨烯、羧基化石墨烯中的一种。
3.根据权利要求1所述一种铅酸蓄电池正极铅膏的制备方法，其特征在于，包括以下步骤是：按照上述铅膏配方将各组分称量好，将氧化石墨烯、磷酸钙、EDTA-2Na在去离子水中搅拌混合均匀，在2分钟内快速加入和膏机中与铅粉和红丹混合均匀，缓慢将稀硫酸加入到和膏机中，添加过程中持续搅拌，加酸后继续搅拌8-10分钟后，搅拌均匀待冷却至室温后，即可出膏。
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