CN106711451A - 铅炭电池的负极铅膏、负极板及铅炭电池 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种铅炭电池的负极铅膏、负极板及铅炭电池，其中，所述负极铅膏包括铅粉、水、稀硫酸、木素磺酸钠、短纤维、硫酸钡、碳黑以及石墨烯，所述负极铅膏经涂布于一铅板栅后干燥制成一铅炭电池负极板。借此，本发明通过所述负极铅膏组成，利用低电阻高导电性的石墨稀与碳黑相互搭配，经与铅粉等添加剂混合后，使负极板形成一个具有优良导电性的电网络，显著地提高通电接收能力，达到缩短充电时间以及提升电池循环寿命等技术功效。

Description

铅炭电池的负极铅膏、负极板及铅炭电池
技术领域
本发明涉及一种铅炭电池的负极铅膏、负极板及铅炭电池，与铅酸电池领域有关。
背景技术
能源危机日益加剧和汽机车保有量与日俱增，使传统内燃机汽机车面临严峻挑战，因此，目前汽机车制造商已分别实施了不同程度的油电混合动力系统。然而，为了减少传统内燃机汽机车燃料消耗和尾气排放的产生，需要的不仅是先进的发动机管理系统，创新的蓄电池技术更是关键。目前，汽机车制造商使用混合动力来强化他们所生产汽车的环保及各项性能；混合动力技术分为以下几种：微混合动力(自动启停)，中混合动力和全混合动力。
其中，启停技术尤为重要。前述启停汽机车需要使用具备先进功能的引擎启动系统，由于铅酸蓄电池技术工艺已经十分成熟，且具有容量大、安全性好、成本低、可回收等特点，因此，目前以引擎为动力的启动系统中，铅酸电池是主要配置使用的电池种类。以汽车为例说明，当车辆处于怠速时，汽机车会自动关闭引擎，当驾驶者松开刹车时，引擎会重新启动。当引擎停止工作时，铅蓄电池将替代引擎供电力予以车辆的电子设备，如相关娱乐设施、灯源…等。这类电池还需提供引擎重新启动。具启停功能的汽机车因为频繁启停操作消耗的燃料更少，因此启停汽车相较传统汽车可节省燃油消耗超过5％。
进一步地，相比于混合动力车和纯电动车，启停汽机车的驾驶方式几乎不改变，因此驾驶者的适应速度更快。再者，增加汽机车的启停功能只需对传统汽机车电装系统进行小幅改变，使得启停汽机车成为一个较低成本的解决方案，以更好地满足节省燃油和碳减排的目标。
然而，一般铅酸电池的重量能量密度较低及需长时间充电，致使循环寿命不足支持启停系统应用，导致一般铅蓄电池应用启停系统使用寿命缩短，致使启停系统的市场普及率受限。现有市场销售一般铅蓄电池的使用寿命约1～2年不等，特别是出租车、城市公共客车及货车等车种在频繁启停后，电池使用寿命更不足一年。因此，启停功能虽有助于环保却对铅蓄电池的性能有更高的要求，而有待进一步克服。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种铅炭电池的负极铅膏、负极板及铅炭电池，能解决已知铅酸电池充电时间长、应用于启停系统使用寿命缩短、循环寿命不足以支持启停系统应用的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供一种铅炭电池的负极铅膏，所述铅膏包括75至85wt％的铅粉、8至10wt％的水、8至12wt％的稀硫酸、0.1至0.5wt％的木素磺酸钠、0.05至0.3wt％的短纤维、0.1至2wt％的硫酸钡、0.2至0.6wt％的碳黑以及0.05至0.3wt％的石墨烯。
较佳的，所述负极板所添加的石墨稀具有比表面积为20m2/g，且导电度>700S/cm。
本发明一种铅炭电池负极铅膏，通过将含有石墨稀与碳黑的负极铅膏涂布于负极板并应用于铅炭电池中，利用低电阻高导电性的石墨稀与碳黑相互搭配，经与铅粉等添加剂混合后，使极板形成一个具有优良导电性的电网络，提高通电接收能力，达到改善已知铅酸电池需长时间充电的缺点，提升电池循环寿命的技术功效。一种铅炭电池负极板，其以前述组成配比的负极铅膏经涂布于一铅板栅后干燥制成。一种铅炭电池，其包括前述铅炭电池负极板；具有前述本发明负极板的铅炭电池，由于电池充电接收力提升使铅蓄电池的循环寿命提升，而能够应用作为启停汽机车的启停电池，除了使用寿命长亦具有使汽机车的启停操作稳定性佳的技术功效。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明:
图1是本发明负极板的铅炭电池与一般铅酸电池用于机车的性能比较数据图；
图2是本发明负极板的铅炭电池与一般电池的基本性能比较数据图；
图3是本发明负极板的铅炭电池所测得的放电率(2C-cycle)的测试结果曲线图；
图4是本发明负极板的铅炭电池作为启停电池所测得的放电率的测试结果曲线图。
具体实施方式
请配合参阅图1至图4所示，说明本发明铅炭电池的负极铅膏、负极板的具体实施方式。
本发明铅炭电池负极铅膏包括铅粉、硫酸、水、木素磺酸钠、短纤维、硫酸钡、碳黑及石墨烯，所述负极铅膏经涂布于一铅板栅后熟成干燥制成一负极板，供应组成铅炭电池。在本实施例中，所述负极铅膏的组成配比为以铅膏总重量为基准的75至85wt％的铅粉、8至10wt％的水、8至12wt％的稀硫酸、0.1至0.5wt％的木素磺酸钠、0.05至0.3wt％的短纤维、0.1至2wt％的硫酸钡、0.2至0.6wt％的碳黑以及0.05至0.3wt％的石墨烯；前述各成分的重量百分比含误差±3wt％。
在本实施例中，所述铅粉具有1.3～1.5g/cm3的落密度以及72～78％的氧化度，且氧化度较佳为75％。所述硫酸是在20℃下密度为1.4g/cm3的硫酸。所述碳黑与所述石墨烯之间具有较佳重量比为4：1～2：1，所述硫酸钡与所述木素磺酸钠之间具有较佳重量比为4：1～3：1。所述短纤维较佳为长度2～5mm的聚酯纤维，用以增加铅膏的结合性。且前述配比制成的铅膏的铅膏外比为4.0～4.8g/cm3。
本发明提供的一种铅炭电池包括一正极板、一负极板及电解液；其中，所述正、负极板皆为格子状板栅，正、负极板各涂布含有活性物质的铅膏，所述负极板所涂布的铅膏为前述组成及配比的负极铅膏，所述正极板所涂布的铅膏为本案领域技术人员所共知，本发明中不再赘述。本发明负极铅膏经涂布于一铅板栅后熟成干燥制成一负极板，其中，所述铅板栅经涂布负极铅膏后置于一熟成室，经适度调控熟成室内的环境条件后熟成固化。在本实施例中，所述熟成室的较佳环境条件包括50～60℃的温度、95％以上的湿度并经40～48小时熟成后制成所述负极板。
借此，本发明利用低电组、高导电性的石墨烯与碳黑同时作为铅膏的组成成分，经与铅粉等添加剂混合后，令负极板形成一个具有优良导电性的电网络，从而显著地提高充电接收能力，改善铅酸电池或铅炭电池长时间充电的缺点，也可有效提升电池循环寿命，并可进一步地应用于汽机车的启停电池中。
以下说明本发明铅炭电池负极板应用于铅炭电池性能、放电率测试(图1至图3)，及应用于启停电池的循环寿命测试(图4)。
如图1所示，显示具有本发明负极板的铅炭电池与一般铅酸电池用于机车的性能比较。由图可知，本发明铅炭电池在大电流放特性及冷启动能力的电池性能表现，本发明铅炭电池皆优于一般铅酸电池；其中，本发明铅炭电池在大电流放电特性的表现优于一般电池约7％，而冷启动能力的表现更超过30％以上。
如图2所示，显示具有本发明负极板的铅炭电池与一般电池的基本性能比较。由图可知，在大电流放电(3CA)与5小时率、10小时率及20小时率的电池容量(AH)表现，本发明铅炭电池皆优于一般电池；其中，本发明铅炭电池在3CA的电池容量优于一般铅蓄电池约16％，在5小时率的电池容量超过约9％，在10小时率的电池容量则超过约5％，并在20小时率中则超过约7％，显示本发明铅炭电池的电池容量较一般电池为佳。
如图3所示，显示具有本发明负极板的铅炭电池所测得的循环寿命(2C-cycle)的测试结果。其在环境温度为40±5℃下进行，测试条件包括：A、取饱电电池进行测试；B、放电2C，FV＝1.65V/CELL；C、限电压充电14.1V，Imax 0.25C，进行充电5Hr；D、重复步骤B、C；E、当容量＜50％时，测试结束。由图可知，所述铅炭电池的寿命提升至少约35％。
如图4所示，显示具有本发明负极板的铅炭电池作为启停电池所测得的放电率的测试结果。其在环境温度为25±2℃下进行，测试条件包括：A、取饱电电池进行测试；B、放电5.3A，持续32秒后，再用35A放电1秒；C、充电CV＝14V，Imax9.7A，时间87秒；D、重复步骤B、C；E、当FV＜7v时，测试结束。由图可知，本发明铅炭电池的电寿命提升至少约40％，且本发明铅炭电池的循环放电次数趋近于12万次。
以上通过具体实施例对本发明进行了详细的说明，但这些并非构成对本发明的限制。在不脱离本发明原理的情况下，本领域的技术人员还可做出许多变形和改进，这些也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种铅炭电池的负极铅膏，其特征在于：所述铅膏包括75至85wt％的铅粉、8至10wt％的水、8至12wt％的稀硫酸、0.1至0.5wt％的木素磺酸钠、0.05至0.3wt％的短纤维、0.1至2wt％的硫酸钡、0.2至0.6wt％的碳黑以及0.05至0.3wt％的石墨烯。
2.如权利要求1所述的铅炭电池的负极铅膏，其特征在于：所述负极板所添加的石墨稀比表面积为20m2/g，且导电度>700S/cm。
3.如权利要求1所述的铅炭电池的负极铅膏，其特征在于：所述负极板所添加的铅粉具有1.3～1.5g/cm3的落密度以及72～78％的氧化度。
4.如权利要求1所述的铅炭电池的负极铅膏，其特征在于：所述负极板所添加的硫酸密度为1.4g/cm3的硫酸。
5.如权利要求1所述的铅炭电池的负极铅膏，其特征在于：所述负极板所添加的碳黑与石墨烯之间具重量比为4：1～2：1。
6.如权利要求1所述的铅炭电池的负极铅膏，其特征在于：所述负极板所添加的硫酸钡与木素磺酸钠之间重量比为4：1～3：1。
7.如权利要求1所述的铅炭电池的负极铅膏，其特征在于：所述负极板所添加的短纤维为长度2～5mm的聚酯纤维。
8.一种铅炭电池负极板，其特征在于：所述铅炭电池负极板是以权利要求书第1至7项任一项的负极铅膏经涂布于一铅板栅后干燥制成。
9.如权利要求8所述的铅炭电池负极板，其特征在于：所述铅板栅经涂布负极铅膏后置于一熟成室，以在50～60℃的温度、95％以上的湿度的环境条件下，经40～48小时熟成固化并干燥制成所述负极板。
10.一种铅炭电池，其特征在于：包括权利要求书第8或9项所述的铅炭电池负极板。
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108134054A (zh) * 2017-07-25 2018-06-08 骆驼集团襄阳蓄电池有限公司 一种高性能启停负极板铅膏及在铅酸电池负极板中的应用
CN109216661A (zh) * 2017-07-07 2019-01-15 广隆光电科技股份有限公司 具玻璃态石墨碳极板的复合铅碳蓄电池
CN109390561A (zh) * 2018-09-27 2019-02-26 泉州市凯鹰电源电器有限公司 一种石墨烯铅碳电池的铅负极板及其制备方法
CN110364737A (zh) * 2019-07-22 2019-10-22 雅迪科技集团有限公司 一种石墨烯复合导电浆料及其制备方法和用途
CN110959223A (zh) * 2017-07-24 2020-04-03 株式会社杰士汤浅国际 铅蓄电池
CN112635761A (zh) * 2019-09-24 2021-04-09 广隆光电科技股份有限公司 铅酸电池的负极铅膏组成物、负极板及铅酸电池
CN113668016A (zh) * 2021-07-13 2021-11-19 北京化工大学 一种固相电解还原回收金属铅的方法和一种带有压滤式板框的电解槽
CN117253996A (zh) * 2023-09-21 2023-12-19 湖南京奥新材料科技有限公司 一种石墨烯基铅炭电池负极板及其制备方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102088088A (zh) * 2010-12-06 2011-06-08 山东圣阳电源科技有限公司 一种用于动力型铅酸蓄电池的负极铅膏及其制造方法
CN103035923A (zh) * 2012-12-18 2013-04-10 超威电源有限公司 一种耐低温蓄电池内化成铅膏
CN103545489A (zh) * 2013-10-09 2014-01-29 河北师范大学 一种铅酸蓄电池负极板的制备方法
CN103579616A (zh) * 2013-10-31 2014-02-12 浙江工业大学 一种石墨烯包覆铅粉复合材料及其应用

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102088088A (zh) * 2010-12-06 2011-06-08 山东圣阳电源科技有限公司 一种用于动力型铅酸蓄电池的负极铅膏及其制造方法
CN103035923A (zh) * 2012-12-18 2013-04-10 超威电源有限公司 一种耐低温蓄电池内化成铅膏
CN103545489A (zh) * 2013-10-09 2014-01-29 河北师范大学 一种铅酸蓄电池负极板的制备方法
CN103579616A (zh) * 2013-10-31 2014-02-12 浙江工业大学 一种石墨烯包覆铅粉复合材料及其应用

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109216661A (zh) * 2017-07-07 2019-01-15 广隆光电科技股份有限公司 具玻璃态石墨碳极板的复合铅碳蓄电池
CN110959223A (zh) * 2017-07-24 2020-04-03 株式会社杰士汤浅国际 铅蓄电池
CN110959223B (zh) * 2017-07-24 2023-09-15 株式会社杰士汤浅国际 铅蓄电池
CN108134054A (zh) * 2017-07-25 2018-06-08 骆驼集团襄阳蓄电池有限公司 一种高性能启停负极板铅膏及在铅酸电池负极板中的应用
CN108134054B (zh) * 2017-07-25 2021-07-23 骆驼集团襄阳蓄电池有限公司 一种高性能启停负极板铅膏及在铅酸电池负极板中的应用
CN109390561A (zh) * 2018-09-27 2019-02-26 泉州市凯鹰电源电器有限公司 一种石墨烯铅碳电池的铅负极板及其制备方法
CN110364737A (zh) * 2019-07-22 2019-10-22 雅迪科技集团有限公司 一种石墨烯复合导电浆料及其制备方法和用途
CN112635761A (zh) * 2019-09-24 2021-04-09 广隆光电科技股份有限公司 铅酸电池的负极铅膏组成物、负极板及铅酸电池
CN113668016A (zh) * 2021-07-13 2021-11-19 北京化工大学 一种固相电解还原回收金属铅的方法和一种带有压滤式板框的电解槽
CN113668016B (zh) * 2021-07-13 2023-01-24 北京化工大学 一种固相电解还原回收金属铅的方法和一种带有压滤式板框的电解槽
CN117253996A (zh) * 2023-09-21 2023-12-19 湖南京奥新材料科技有限公司 一种石墨烯基铅炭电池负极板及其制备方法
CN117253996B (zh) * 2023-09-21 2024-06-07 湖南京奥新材料科技有限公司 一种石墨烯基铅炭电池负极板及其制备方法

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