CN107394111A - 铅酸蓄电池负极活性物质的配比及其制备铅膏方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种铅酸蓄电池负极活性物质的配比，其组分按重量比计量：铅粉100份、去离子水12～14份、稀硫酸12～14份和添加剂2.0～4.2份。所述添加剂由超细硫酸钡1.0～2.0份、木素0.2～0.5份、无胶石墨碳纤维0.5～1.0份、碳黑0.2～0.5份和短纤维0.1～0.2份。本发明还公开了配套的制备铅膏方法，该方法首先按配比配制添加剂，接着将量取的铅粉和添加剂一并投入到和膏机内作干混，然后再添加去离子水混合，最后往和膏机内喷洒浓度为50%的稀硫酸，完成铅膏制备后取样测量视比重。本发明制成的铅膏孔隙率高，电导性能好，使得活性物质利用率提升至55～60%，制成的铅酸蓄电池可降低30%左右的重量，由此可显著提升铅酸蓄电池的比能量。

Description

铅酸蓄电池负极活性物质的配比及其制备铅膏方法
技术领域
本发明涉及一种铅酸蓄电池铅膏的配比，具体地讲，本发明涉及一种铅酸蓄电池负极活性物质的配比。本发明还包括用铅酸蓄电池负极活性物质制备铅膏方法，该技术方案属于铅酸蓄电池领域。
背景技术
铅酸蓄电池属于一种传统产品，它凭借优良的性能价格比被广泛地应用在备用电源、能量储备和动力电源等领域。但是，铅酸蓄电池也存在先天不足的问题，即比能量相对较低，每kw电池的重量不低于25kg，对于一些特别制作的长寿命电池重量甚至每kw重35kg。铅酸蓄电池超重的主要原因是按现有技术配制的活性物质利用率偏低，通常只有45%左右。长期以来，本行业技术人员一直在努力寻求提高铅酸蓄电池负极活性物质的利用率，以达到进一步提高比能量的技术方案，研究表明，提高铅酸蓄电池活性物质的利用率是提高比能量最有效措施之一。
发明内容
本发明主要针对现有技术对活性物质利用率偏低的问题，提出一种搭配合理、原料易得、制备容易、利用率高的铅酸蓄电池负极活性物质的配比及其制备铅膏方法。
本发明通过下述技术方案实现技术目标。
铅酸蓄电池负极活性物质的配比，其改进之处在于，按重量比量取下列组分：
铅粉 100份；
去离子水 12～14份；
稀硫酸 12～14份；
添加剂 2.0～4.2份。
作为进一步改进方案，所述添加剂由以下按重量比量取的组分构成：超细硫酸钡1.0～2.0份,木素0.2～0.5份,无胶石墨碳纤维 0.5～1.0份,碳黑0.2～0.5份和短纤维0.1～0.2份。
作为进一步改进方案，所述铅粉的氧化度为75～80%。
作为进一步改进方案，所述去离子水的电导率小于0.2微西门子/cm。
作为进一步改进方案，所述稀硫酸由分析纯硫酸与去离子水混合而成，其浓度为50%。
作为进一步改进方案，所述添加剂中的无胶石墨碳纤维规格为7.0～10微米PAN基，是经2300℃石墨化处理的制品。
作为进一步改进方案，所述短纤维规格为3D×4mm。
应用铅酸蓄电池负极活性物质制备铅膏方法，按下列步骤实施制备：
①首先，按配比配制添加剂，按重量比量取超细硫酸钡、木素、无胶石墨碳纤维、碳黑和短纤维，然后将原料全部投入到混料机内，混合至少8min；
②将量取的铅粉和添加剂一并投入到和膏机内，作干态混合至少5min；
③按配比下限量取去离子水，将去离子水一次性加入和膏机内，与铅粉和添加剂的混合物一并混合至少15min；
④接着往和膏机内喷洒浓度为50%的稀硫酸，喷酸后至少持续混合10min；
⑤测量铅膏视比重，符合质量要求的铅膏转入制极板工序，质量不符合要求的继续添加去离子水作调制，去离子水极限添加量14份，直至符合质量要求。
本发明与现有技术相比，具有以下积极效果：
1、在组分中合理添加无胶石墨碳纤维，充分利用该组分的导电性能，改善活性物质的电导性能，有利于进一步提升活性物质的利用率；
2、加大组分中的去离子水和稀硫酸用量，使得制成的铅膏孔隙率显著增加，孔隙率增加即增加活性物质与稀硫酸的接触面积，由于交换充分，使得活性物质利用率大大提升。
具体实施方式
下面通过实施例来说明本发明的应用效果。
本实施例1～3是一种关于铅酸蓄电池负极活性物质的配比，按重量比量取下列组成：
实施例1～3组分配比表
上述组分中的添加剂由下表中所列原料组成
将量取的组分按所列实施例制备铅膏，具体方法按下列步骤实施制备：
①首先，按各实施例配比配制添加剂，按重量比量取超细硫酸钡、木素、无胶石墨碳纤维、碳黑和短纤维。取用的超细硫酸钡为化学纯级；木素和碳黑为蓄电池专用品质；无胶石墨碳纤维规格为7.0～10微米PAN基，该原料是经2300℃石墨化处理的制品；短纤维规格为3D×4mm，在这些原料备齐后一并将投入到混料机内，实施例1混合8min，实施例2混合12min，实施例3混合15min。
②按各实施例配比量取铅粉和添加剂，取用氧化度为75～80%的铅粉，将铅粉和添加剂一并投入到和膏机内，作干态混合，实施例1混合5.0min，实施例2混合8.0min，实施例3混合12min。
③按配比下限量取去离子水，即12份去离子水，取用的去离子水的电导率小于0.2微西门子/cm，将去离子水一次性加入和膏机内，待铅粉和添加剂的混合物一并混合成铅膏，实施例1混合15min，实施例2混合20min，实施例3混合25min。
④接着往和膏机内喷洒浓度为50%的稀硫酸，喷酸速度控制在1～2配比份量/min，实施例1喷酸12min，实施例2喷酸18min，实施例3喷酸24min，喷酸后持续混合至少10min。
⑤取样测量铅膏视比重，符合质量要求的铅膏转入极板工序用于阴极板制作，质量不符合要求的继续添加去离子水作调制，去离子水极限添加量为14份。
本发明的创新主要体现在打破传统负极活性物质的配比，在组分中新添加无胶石墨碳纤维，另外又显著增加去离子水、稀硫酸的用量。无胶石墨碳纤维物理性能稳定，电导性能特好，在铅膏中掺入无胶石墨碳纤维，显著增加活性物质电导性能，为提高利用率创造了基础条件。组分中增加去离子水和稀硫酸的份量，促成铅膏中活性物质的孔隙率，高孔隙率的极板在蓄电池中加大活性物质与稀硫酸的接触面积，因此显著提升活性物质的利用率，本实施例1利用率达55%，实施例2达58%，实施例3达60%。应用本发明制成的负极板每安时活性物质仅需6克，而现有技术需要9克，所以制成的铅酸蓄电池可减重30%左右，由此可显著提升铅酸蓄电池的比能量。

Claims (8)

1.一种铅酸蓄电池负极活性物质的配比，其特征在于，按重量比量取下列组分：
铅粉 100份；
去离子水 12～14份；
稀硫酸 12～14份；
添加剂 2.0～4.2份。
2.根据权利要求1所述的铅酸蓄电池负极活性物质的配比，其特征在于，所述添加剂由以下按重量比量取的组分构成：
超细硫酸钡 1.0～2.0份；
木素 0.2～0.5份；
无胶石墨碳纤维 0.5～1.0份；
碳黑 0.2～0.5份；
短纤维 0.1～0.2份。
3.根据权利要求1所述的铅酸蓄电池负极活性物质的配比，其特征在于：所述铅粉的氧化度为75～80%。
4.根据权利要求1所述的铅酸蓄电池负极活性物质的配比，其特征在于：所述去离子水的电导率小于0.2微西门子/cm。
5.根据权利要求1所述的铅酸蓄电池负极活性物质的配比，其特征在于：所述稀硫酸由分析纯硫酸与去离子水混合而成，其浓度为50%。
6.根据权利要求1所述的铅酸蓄电池负极活性物质的配比，其特征在于：所述添加剂中的无胶石墨碳纤维规格为7.0～10微米PAN基，是经2300℃石墨化处理的制品。
7.根据权利要求1所述的铅酸蓄电池负极活性物质的配比，其特征在于：所述短纤维规格为3D×4mm。
8.配套权利要求1的制备铅膏方法，其特征在于按下列步骤实施制备：
①首先，按配比配制添加剂，按重量比量取超细硫酸钡、木素、无胶石墨碳纤维、碳黑和短纤维，然后将原料全部投入到混料机内，混合至少8min；
②将量取的铅粉和添加剂一并投入到和膏机内，作干态混合至少5min；
③按配比下限量取去离子水，将去离子水一次性加入和膏机内，与铅粉和添加剂的混合物一并混合至少15min；
④接着往和膏机内喷洒浓度为50%的稀硫酸，喷酸速度控制在1-2配比份量/min，喷酸后持续混合至少10min；
⑤取样测量铅膏视比重，符合质量要求的铅膏转入制极板工序，质量不符合要求的继续添加去离子水作调制，去离子水极限添加量为14份，直至符合质量要求。
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