CN107221655A - 提升铅酸电池充电接受能力的负极铅膏组分及配制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种提升铅酸电池充电接受能力的负极铅膏组分，该组分是在常规负极铅膏组分的基础上，多加了5～15%的去离子水，并且新增加炭黑和活性碳。本发明还公开了负极铅膏配制方法，该方法按下述步骤配制：按常规负极铅膏配比量取原料，其中的硫酸溶液和已增量的去离水暂搁置，其余各组分一并投入和膏机，然后投入按配比量取的炭黑作干混；接着往和膏机内加入按配比量取的活性碳作干混，之后依次往和膏机内添加定量的去离子水和硫酸溶液，分别作混合。本发明在组分中添加了炭黑和活性碳，既提高负极板的比表面和电导率，还加大负极板的孔隙率及大孔比例，以及大大提升电解液的传质速率，从而显著提升铅酸电池的充电接受能力。

Description

提升铅酸电池充电接受能力的负极铅膏组分及配制方法
技术领域
本发明涉及电池技术领域，尤其涉及铅酸电池充电接受能力提升的负极铅膏组分。本发明还涉及提升铅酸电池充电接受能力的负极铅膏配制方法。
背景技术
充电接受能力是衡量电池产品质量的一项非常重要性能指标，它不仅代表着电池产品的再充电能力大小，也能客观反映使用寿命。电池产品充放电能力在需要频繁充放电以及快速充电的应用领域尤为重要，比如微混汽车，UPS及相关储能设备配置的铅酸电池失效形式是充电能力衰退。从客观上讲铅酸电池因结构的原因，极板相对其它类型电池的极板厚一些，所以充电能力相对就差一些。在现有技术条件下，提升铅酸电池的充电接受能力就是提高铅酸电池的使用寿命。
正常使用状态下，铅酸电池正极活性物质比表积约为5m2/g，而对应的负极活性物质只有0.5m2/g。很明显，在相同的充电电流下正极的实际电流密度明显高于负极，也就是说铅酸电池充电接受能力的短板是负极。若要提高铅酸电池的充电接受能力，提升负极活性物质的比表面积是最直接、最有效的方法。目前，本行业公认的技术措施是在制作负极铅膏时添加适量的炭材料。可是，炭材料的选型和添加量对电池的失水有较大影响，稍有偏差仍然得不到预期效果。例如碳纳米管、石墨烯等高端炭材料比表面积很大，但不能随意添加，必须采用专门的添加方法才能达到预期目的，而且要配置相应的设备，再加上这些高端炭材料的价格不菲。正由于这些客观原因的存在，所以至今市场上没有这方面的工业化应用成果面市。
发明内容
本发明主要针对现有技术的不足，提出一种提升铅酸电池充电接受能力的负极铅膏组分，该组分配置合理、实施简便、应用效果好，而且取用的原材料价格低廉。本发明还提出相配套的负极铅膏配制方法。
本发明通过下述技术方案实现技术目标。
提升铅酸电池充电接受能力的负极铅膏组分，其改进之处在于：该组分是在常规负极铅膏组分的基础上，多加了5～15%的去离子水，并且新增加炭黑和活性碳。所述炭黑的添加量按负极铅膏配置铅粉的质量百分比0.15～0.55%量取。所述活性碳的添加量按负极铅膏配置铅粉的质量百分比0.25～0.75%量取。
作为进一步改进方案, 所述炭黑的比表面积为150～350m2/g。
作为进一步改进方案,所述活性碳的颗粒度为5～50μm，其比表面积为1200～1700m2/g。
配套权利要求1的负极铅膏配制方法，其特征在于新增加的炭黑、活性碳按下述步骤配制：
A、首先，按常规负极铅膏配比量取原料，其中的硫酸溶液和已增量的去离水暂搁置，其余各组分一并投入到和膏机内，然后投入按配比量取的炭黑，在和膏机内干混至少5min;
B、接着往和膏机中加入按配比量取的活性碳，在和膏机中干混至少5min；
C、然后往和膏机内加入按新增量的配比量取去离子水，在和膏机中水混至少8min；
D、最后足量投入硫酸溶液，酸混至少15min，完成和膏；
E、取出负极铅膏，实施涂片作业。
作为进一步改进方案,所述去离子水一次性投入到和膏机内。
本发明与现有技术相比，具有以下积极效果：
1、在常规配比的负极铅膏组分中添加炭黑和活性碳，此组分配置合理、实施容易，配制不需要新增加生产设备；
2、添加的炭黑和活性碳易得，价格低廉，应用成本低；
3、因炭黑比表面积大，铅膏中添加适量炭黑可以大幅提升负极板的真实比表面积，也显著提升了负极板在放电状态下的电导率;协同添加的活性碳除起到加大负极板的孔隙率及大孔比例作用外，还大大提升电解液的传质速率，从而显著提升铅酸电池的充电接受能力。
附图说明
图1所示是本发明与现有技术相同规格的12V55Ah起停用铅酸电池充电接受能力对比图，图中序号1指引的是本发明充电接受能力试验曲线，序号2指引的是现有技术充电接受能力试验曲线。
图2所示是本发明与现有技术相同规格的2V500Ah储能用铅酸电池充电接受能力对比图，图中序号1指引的是本发明充电接受能力试验曲线，序号2指引的是现有技术充电接受能力试验曲线。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明作进一步说明。
实施例1
提升铅酸电池充电接受能力的负极铅膏组分，该组分在常规负极铅膏组分的基础上，在量上多加了5%的去离子水，并且新增加炭黑和活性碳。本实施例是一种起停用的铅酸电池，其规格为12V55Ah，本实施例中炭黑的优选添加量按负极铅膏配置铅粉的质量百分比0.45%量取，活性碳的优选添加量按负极铅膏配置铅粉的质量百分数0.25%量取。
为了达到均质目的，本发明提出的负极铅膏配制方法按下述步骤实施：
A、首先，按常规负极铅膏配比量取原料，其中的硫酸溶液和已增量的去离水暂搁置，其余各组分一并投入到和膏机内，然后投入按配比量取的炭黑，在和膏机内干混5min，本实施例添加的炭黑比表面积为200 m2/g;
B、接着往和膏机内加入按配比量取的活性碳，在和膏机中干混5min，本实施例添加的活性碳比表面积为1250m2/g；
C、然后往和膏机内一次性加入按新增量的配比量取去离子水，在和膏机中水混10min；
D、最后足量投入硫酸溶液，酸混15min，完成和膏作业；
E、从和膏机中取出负极铅膏，实施涂片作业。
本发明新添加的炭黑比表面积大，在组分中起到大幅提升负极板的比表面积，本实施例负极板的比表积提升到2m2/g。炭黑添加到组分中能够提升负极板在放电状态下的电导率。协同添加的活性碳除起到加大负极板的孔隙率及大孔比例作用外，还大大提升电解液的传质速率，从而将铅酸电池的充电接受能力提升至105%以上，具体试验曲线见图1序号1指引的所示。
实施例2
提升铅酸电池充电接受能力的负极铅膏组分，该组分在常规负极铅膏组分的基础上，在量上多加了15%的去离子水，并且新增加适量的炭黑和活性碳。本实施例是一种储能电池，其规格为2V500Ah，本实施例中炭黑的优选添加量按负极铅膏配置铅粉的质量百分数0.15%量取，活性碳的优选添加量按负极铅膏配置铅粉的质量百分数0.55%量取。
为了达到均质目的，本发明提出的负极铅膏配制方法按下述步骤实施：
A、首先，按常规负极铅膏配比量取原料，其中的硫酸溶液和已增量的去离水暂搁置，其余各组分一并投入到和膏机内，然后投入按配比量取的炭黑，在和膏机内干混8min，本实施例添加的炭黑比表面积为150 m2/g;
B、接着往和膏机内加入按配比量取的活性碳，在和膏机中干混8min，本实施例添加的活性碳比表面积为1500m2/g；
C、然后往和膏机内一次性加入按新增量的配比量取去离子水，在和膏机中水混12min；
D、最后足量投入硫酸溶液，酸混20min，完成和膏作业；
E、从和膏机中取出负极铅膏，实施涂片作业。
本实施例应用技术效果同实施例1相似，其中的电池充电接受能力提升至125%以上，具体试验曲线见图2序号1指引的所示。

Claims (5)

1.一种提升铅酸电池充电接受能力的负极铅膏组分，其特征在于：该组分是在常规负极铅膏组分的基础上，多加了5～15%的去离子水，并且新增加炭黑和活性碳；所述炭黑的添加量按负极铅膏配置铅粉的质量百分比0.15～0.55%量取；所述活性碳的添加量按负极铅膏配置铅粉的质量百分比0.25～0.75%量取。
2.根据权利要求1所述提升铅酸电池充电接受能力的负极铅膏组分，其特征在于：所述炭黑的比表面积为150～350m2/g。
3.根据权利要求1所述提升铅酸电池充电接受能力的负极铅膏组分，其特征在于：所述活性碳的颗粒度为5～50μm，其比表面积为1200～1700m2/g。
4.配套权利要求1的负极铅膏配制方法，其特征在于新增加的炭黑、活性碳按下述步骤配制：
A、首先，按常规负极铅膏配比量取原料，其中的硫酸溶液和已增量的去离水暂搁置，其余各组分一并投入到和膏机内，然后投入按配比量取的炭黑，在和膏机内干混至少5min;
B、接着往和膏机中加入按配比量取的活性碳，在和膏机中干混至少5min；
C、然后往和膏机内加入按新增量的配比量取去离子水，在和膏机中水混至少8min；
D、最后足量投入硫酸溶液，酸混至少15min，完成和膏；
E、取出负极铅膏，实施涂片作业。
5.根据权利要求4所述提升铅酸电池充电接受能力的负极铅膏配制方法，其特征在于：所述去离子水一次性投入到和膏机内。
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