CN106784642A - 一种管式胶体蓄电池及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及到一种管式胶体蓄电池及制备方法，包括正极板和负极板，正极板和负极板分别为在正极板栅和负极板栅上涂正极板铅膏和负极板铅膏后再经过固化、化成工艺步骤制得，所述正极板铅膏为如下重量份配比的原料制成：铅粉100份、红丹50份、Bi2O3 0.05份、Sb2O3 0.15份、SnSO4 0.05份和石墨5份；所述的负极板铅膏为如下重量份配比的原料制成：铅粉、BaSO4、木素、腐植酸、乙炔黑、短纤维、硫酸溶液和纯水，本发明电池的实际高温循环寿命超过普通电池的4倍，放电电压可以达到0-2V，低于普通电池的放电电压10.50V。

Description

一种管式胶体蓄电池及制备方法
技术领域
本发明属于一种储蓄电池技术领域，具体是涉及到一种管式胶体蓄电池及制备方法。
背景技术
管式胶体电池属于铅酸蓄电池的一种发展分类，电液呈胶态的电池通常称之为胶体电池。广义而言，管式胶体电池与常规铅酸电池的区别不仅仅在于电液改为胶凝状。例如非凝固态的水性胶体，从电化学分类结构和特性看同属胶体电池。又如在板栅中结附高分子材料，俗称陶瓷板栅，亦可视作胶体电池的应用特色。近期已有实验室在极板配方中添加一种靶向偶联剂，大大提高了极板活性物质的反应利用率，据非公开资料表明可达到70wh/kg 的重量比能量水平，这些都是现阶段工业实践及有待工业化的胶体电池的应用范例。
管式胶体电池与常规铅酸电池的区别，从最初理解的电解质胶凝，进一步发展至电解质基础结构的电化学特性研究，以及在板栅和活性物质中的应用推广。其最重要的特点为：用较小的工业代价，沿已有150 年历史的铅酸电池工业路子制造出更优质的电池，其放电曲线平直，拐点高，比能量特别是比功率要比常规铅酸电池大20%以上，寿命一般也比常规铅酸电池长一倍左右，高温及低温特性要好得多。
中国专利授权公告号为CN 101807723B的专利申请公开了一种铅酸蓄电池及其制造方法，包括正极板和负极板，正极板和负极板分别为在正极板栅和负极板栅上涂正极板铅膏和负极板铅膏后再主要经过固化、化成工艺步骤制得，正极板栅为如下重量百分比的Pb-Ca-Sn-Al合金材料经过铸造而成 ：Sn为1.45～1.55%、Ca为0.06～0.08%、Al为0.02～0.04%、余量为Pb以及不可避免的杂质，负极板栅为如下重量份百分比的 Pb-Ca-Sn-Al合金材料经过铸造而成：Sn为0.25～0.35%、Ca为0.07～0.09%、Al为0.02～0.04%、余量为Pb以及不可避免的杂质；所述的正极板铅膏为如下重量份配比的原料制成：铅粉990～1010份、Bi2O30.3～0.5份、SnSO4 0.5～0.7份、Sb2O3 0.6～0.8份、石墨1.8～2.5份、涤纶短纤维0.7–0.9份、比重1.400±0.2 硫酸80～90份和纯水108～112份；所述的负极板铅膏为如下重量份配比的原料制成：铅粉990～1010份、BaSO47～9份、木素2.5～3.5份、腐植酸1.5～2.5份、SnO2 0.3～0.5份、乙炔黑4.5～5.5份、涤纶短纤维0.7～0.9份、比重1.400±0.2硫酸90～95份和纯水115～120份。上述电池适用于道路电动车动力电源使用，而不是太阳能、风能环境蓄电。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种适用于太阳能、风能环境深度循环使用的管式胶体蓄电池及制备方法，本发明电池实际高温循环寿命超过普通电池的4倍。
本发明的内容包括正极板和负极板，正极板和负极板分别为在正极板栅和负极板栅上涂正极板铅膏和负极板铅膏后再经过固化、化成工艺步骤制得，所述正极板铅膏为如下重量份配比的原料制成：铅粉100份、红丹50份、Bi2O3 0.05份、Sb2O3 0.15份、SnSO4 0.05份和石墨5份；所述的负极板铅膏为如下重量份配比的原料制成：铅粉100份、BaSO4 1份、木素0.3份、腐植酸0.3份、乙炔黑0.5份、短纤维0.1份、质量浓度为50-60%的硫酸溶液3-4份和纯水10-12份。
所述正极板栅包括如下重量份数组分，Ca 0.05%、Sn 1.4-1.6%和稀土元素0.08%，余量为铅。
本发明还提供一种管式胶体蓄电池的制备方法，步骤为，制作正极板栅和负极板栅，将正极板铅膏和负极板铅膏分别涂覆在正极板栅和负极板栅上，固化，干燥，内化成，组装，注酸，充电；所述负极板铅膏的制备方法为，将铅粉、BaSO4、木素、腐植酸、乙炔黑、短纤维、质量浓度为50-60%的硫酸溶液和纯水加酸，和膏，和膏温度控制小于70℃，时间为40-45分钟。
本发明的正极板铅膏采用常规方式制得。
所述固化步骤为，将上述分别涂覆有正极板铅膏和负极板铅膏的正极板栅和负极板栅置于相对湿度大于98%的环境下，40-50℃固化2h，70-75℃固化8h，55-60℃固化24h。
所述干燥的步骤为，将固化后的正极板和负极板置于干燥环境中，抽风，温度为70-75℃干燥，使正极板和负极板的含水量小于2%。
本发明的有益效果是，本发明采用特殊的铅膏配方，无液体分层，不需要均衡充电，自放电率较普通的铅酸电池强，电池深放电能力大大超过普通型蓄电池，对温度的适应性也大大加强，深度循环寿命达到2000次以上。电池的热量容易扩散，不易升温，热失控几率小，电池的实际高温循环寿命超过普通电池的4倍，放电电压可以达到0-2V，低于普通电池的放电电压10.50V。
具体实施方式
本发明包括正极板和负极板，正极板和负极板分别为在正极板栅和负极板栅上涂正极板铅膏和负极板铅膏后再经过固化、化成工艺步骤制得，所述正极板铅膏为如下重量份配比的原料制成：铅粉100份、红丹50份、Bi2O3 0.05份、Sb2O3 0.15份、SnSO4 0.05份和石墨5份；所述的负极板铅膏为如下重量份配比的原料制成：铅粉100份、BaSO4 1份、木素0.3份、腐植酸0.3份、乙炔黑0.5份、短纤维0.1份、质量浓度为50-60%的硫酸溶液3-4份和纯水10-12份。
所述正极板栅包括如下重量份数组分，Ca 0.05%、Sn 1.4-1.6%和稀土元素0.08%，余量为铅。
本发明的制备方法的步骤为，制作正极板栅和负极板栅，将正极板铅膏和负极板铅膏分别涂覆在正极板栅和负极板栅上，固化，干燥，内化成，组装，注酸，充电；所述负极板铅膏的制备方法为，将铅粉、BaSO4、木素、腐植酸、乙炔黑、短纤维、质量浓度为50-60%的硫酸溶液和纯水加酸，和膏，和膏温度控制小于70℃，时间为40-45分钟。
所述固化步骤为，将上述分别涂覆有正极板铅膏和负极板铅膏的正极板栅和负极板栅置于相对湿度大于98%的环境下，40-50℃固化2h，70-75℃固化8h，55-60℃固化24h。
所述干燥的步骤为，将固化后的正极板和负极板置于干燥环境中，抽风，温度为70-75℃干燥，使正极板和负极板的含水量小于2%。
所述内化成工艺的步骤的操作流程如表1所述。
表1内化成工艺的步骤
本发明的深度循环寿命达到2000次以上。电池的实际高温循环寿命超过普通电池的4倍，放电电压可以达到0-2V，低于普通电池的放电电压10.50V。
本发明相比于中国专利申请号为201010133918.5的专利申请公开的技术来说，其区别主要在于正极板铅膏和负极板铅膏的组分和含量不同，正极板铅膏的组分增加了红丹，去掉了涤纶短纤维，增加了Sb2O3和石墨的含量，负极板铅膏的组分的含量选择了最佳的比例。
测试本发明制备得到的管式胶体电池和中国专利申请号为201010133918.5（对比文献）制备得到的铅酸蓄电池，得到如表2所示的结果。
表2 各项指标对比分析
试验项目 本发明 对比文献
放电终止电压 1.5V 10.5
充/放电循环寿命试验：充足电池以0.5CA（37.5A）放电1.6h，然后以14.4V/只，限流0.5CA（37.5A）充电4h为1个循环，当3小时率容量不足60Ah时寿命结束 2215次 671次

Claims (5)

1.一种管式胶体蓄电池，包括正极板和负极板，正极板和负极板分别为在正极板栅和负极板栅上涂正极板铅膏和负极板铅膏后再经过固化、化成工艺步骤制得，其特征是，所述正极板铅膏为如下重量份配比的原料制成：铅粉100份、红丹50份、Bi2O3 0.05份、Sb2O30.15份、SnSO4 0.05份和石墨5份；所述的负极板铅膏为如下重量份配比的原料制成：铅粉100份、BaSO4 1份、木素0.3份、腐植酸0.3份、乙炔黑0.5份、短纤维0.1份、质量浓度为50-60%的硫酸溶液3-4份和纯水10-12份。
2.如权利要求所述的管式胶体蓄电池，其特征是，所述正极板栅包括如下重量份数组分，Ca 0.05%、Sn 1.4-1.6%和稀土元素0.08%，余量为铅。
3.一种如权利要求1或2所述的管式胶体蓄电池的制备方法，步骤为，制作正极板栅和负极板栅，将正极板铅膏和负极板铅膏分别涂覆在正极板栅和负极板栅上，固化，干燥，内化成，组装，注酸，充电；其特征是，所述负极板铅膏的制备方法为，将铅粉、BaSO4、木素、腐植酸、乙炔黑、短纤维、质量浓度为50-60%的硫酸溶液和纯水加酸，和膏，和膏温度控制小于70℃，时间为40-45分钟。
4.如权利要求3所述的制备方法，其特征是，所述固化步骤为，将上述分别涂覆有正极板铅膏和负极板铅膏的正极板栅和负极板栅置于相对湿度大于98%的环境下，40-50℃固化2h，70-75℃固化8h，55-60℃固化24h。
5.如权利要求3所述的制备方法，其特征是，所述干燥的步骤为，将固化后的正极板和负极板置于干燥环境中，抽风，温度为70-75℃干燥，使正极板和负极板的含水量小于2%。
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