CN109088072A - 高比能量铅酸蓄电池负极板栅及负极活性物质配方 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高比能量铅酸蓄电池负极板的板栅，它由极耳、外框、纵肋和横肋组成。所述纵肋之间相间7～19毫米，横肋之间相间34～50毫米，构成横短竖长的矩形网格。本发明还涉及高比能量铅酸蓄电池负极板栅的负极活性物质配方，该配方按重量份计量下列组分：铅粉100份、去离子水12～14份、稀硫酸12～14份、膨胀剂2～3份、无胶碳纤维0.5～2份和联接剂0.1～0.2份。本发明通过板栅结构的改进和在负极活性物质中添加无胶碳纤维，使得制成的负极板导电性能提高，利用率上升。应用本发明制成的负极板组装电池，比能量升至45～50wh/kg。

Description

高比能量铅酸蓄电池负极板栅及负极活性物质配方
技术领域
本发明属于化学电源技术领域，具体地讲，本发明涉及一种铅酸蓄电池负极板栅及负极活性物质配方，特别是高比能量铅酸蓄电池负极板栅及负极活性物质配方。
背景技术
传统的铅酸蓄电池技术优势是具有良好的性价比，因此铅酸蓄电池被广泛应用在备用电源和动力电源等储能领域。但是，现有技术的铅酸蓄电池也存在先天不足问题，即比能量指标偏低。市售的铅酸蓄电池每千瓦时重量不低于25kg，一些作了长寿命设计的铅酸蓄电池每千瓦时重量也不低于35 kg。经分析和研究可知，现有技术的铅酸蓄电池比能量偏低原因主要有两方面，一是铅膏中配置的活性物质利用率低，其中的正极活性物质利用率通常在35%左右，负极活性物质利用率也只有45%左右；二是配套的板栅由纵横肋组成细网格状，这种密置网格势必增加板栅自身重量。本行业为了提高铅酸蓄电池的比能量，一直寻求提高活性物质利用率和减轻板栅自身重量的办法。
发明内容
本发明主要针对现有技术的不足，提出一种结构简化、重量减轻的高比能量铅酸蓄电池负极板栅，以及对涂覆在板栅上的活性物质配方进行优化设计，该配方用料来源广泛、配制容易，最重要的是负极活性物质利用率高，使得制成的铅酸蓄电池比能量指标大幅提高。
本发明通过下述技术方案实现技术目标。
高比能量铅酸蓄电池负极板栅及负极活性物质配方，它由极耳、外框、纵肋和横肋组成。所述外框是一种铝合金质的矩形框，在框内同一平面上设有由纵肋和横肋组成矩形网格，外框短边外壁设有向外伸出的极耳。其改进之处在于：所述纵肋之间相间7～19毫米，横肋之间相间34～50毫米，构成横短竖长的矩形网格。
所述高比能量铅酸蓄电池负极板栅的负极活性物质配方，其特征在于按重量份计量下列组分：
铅粉 100份
去离子水 12～14份
稀硫酸 12～14份
膨胀剂 2～3份
无胶碳纤维 0.5～2份
联接剂 0.1～0.2份
所述高比能量铅酸蓄电池负极板栅的负极活性物质配方，其改进之处在于：所述铅粉氧化度为75～80%；所述去离子水的电导率小于0.2微西门子/厘米；所述稀硫酸浓度为50%；所述无胶碳纤维是一种PAN聚丙烯腈纤维经900～1000℃碳化处理制得，直径7～10微米，切割长度2～5毫米；所述联接剂是一种用PAN聚丙烯腈纤维制成的粗度为3旦尼尔、长度为4毫米的短纤维。
本发明与现有技术相比，具有以下积极效果：
1、加大外框内置纵肋之间、横肋之间的间距，直接减少纵横交错的肋数量，即有减重效果。
2、在负极活物质中合理添加无胶碳纤维，有效提高导电性能，增加利用率，制成的负极活性物质用量少，可减轻负极板栅的重量。
附图说明
图1所示实施例是45Ah规格比能量铅酸蓄电池负极板栅的结构示意图。
图2是图1B-B剖面结构示意图。
图3是图A-A剖面结构示意图。
具体实施方式
下面根据附图并结合实施例，对本发明作进一步说明。
图1所示高比能量铅酸蓄电池负极板栅，它由极耳1、外框2、纵肋3和横肋4组成。所述外框2是一种铝合金质的矩形框，在框内同一平面上设有由纵肋3和横肋4组成矩形网格，外框2短边外壁设有向外展开的极耳1。为了确保负极板栅与外涂铅膏具有必要的附着力，又要达到减重目的，本发明采用技术措施是尽量加大纵肋3之间的间距，减小横肋4数量，将外框2内排列的纵肋之间间距加大至7～19毫米，排列的横肋4之间间距加大至34～50毫米，此种大间距排列结构构成横短竖长的矩形格。
下面通过实施列来进一步说明本发明所述板栅内置纵肋3与横肋4的交错结构，表一中共列举5种规格高比能量铅酸蓄电池负极板栅内置网格尺寸。
表一：
总的来说，本发明制成的电池板栅耗铅量与现有技术电池板栅耗铅重量相比平均减重319克/KWh,
下面通过实施例来进一步说明本发明高比能量铅酸蓄电池负极板栅的负极活性物质配方，添加微量无胶碳纤维可改善负极活性物质的导电性能，从而达到提高利用率目的，因此在相同条件下可减少负极活性物质的使用量。表中共列举5种不同配比，各组分的具体要求如下：
所述高比能量铅酸蓄电池负极板栅的负极活性物质配方见表2，其中所述铅粉氧化度为75～80%；所述去离子水的电导率小于0.2微西门子/厘米；所述稀硫酸浓度为50%；所述无胶碳纤维是一种PAN聚丙烯腈纤维经900～1000℃碳化处理制得，直径7～10微米，切割长度2～5毫米；所述联接剂是一种用PAN聚丙烯腈纤维制成的粗度为3旦尼尔、长度为4毫米的短纤维。
将上述各实施例接常规方法配制成铅膏，然后涂覆在板栅上制成负极板。在相同的测试条件下与现有技术同规格负极板作对比性试验，测试结果证明本发明提高利用率15%。应用本发明负极活性物质制成的负极板较轻，负极板重量从原来每安时15克降至每安时10克左右，减重约35%，使得制成的铅酸蓄电池比能量升至45～50wh/kg。

Claims (7)

1.一种高比能量铅酸蓄电池负极板栅，它由极耳（1）、外框（2）、纵肋（3）和横肋（4）组成；所述外框（2）是一种铅合金质的矩形框，在框内同一平面上设有由纵肋（3）和横肋（4）组成矩形网格，外框（2）短边外壁设有向外伸出的极耳（1）；其特征在于：所述纵肋（3）之间相间7～19毫米，横肋（4）之间相间34～50毫米，构成横短竖长的矩形网格。
2.配套权利要求1所述高比能量铅酸蓄电池负极板栅的负极活性物质配方，其特征在于按重量份计量下列组分：
铅粉 100份
去离子水 12～14份
稀硫酸 12～14份
膨胀剂 2～3份
无胶碳纤维 0.5～2份
联接剂 0.1～0.2份。
3.配套权利要求1所述高比能量铅酸蓄电池负极板栅的负极活性物质配方，其特征在于：所述铅粉氧化度为75～80%。
4.配套权利要求1所述高比能量铅酸蓄电池负极板栅的负极活性物质配方，其特征在于：所述去离子水的电导率小于0.2微西门子/厘米。
5.配套权利要求1所述高比能量铅酸蓄电池负极板栅的负极活性物质配方，其特征在于：所述稀硫酸浓度为50%。
6.配套权利要求1所述高比能量铅酸蓄电池负极板栅的负极活性物质配方，其特征在于：所述无胶碳纤维是一种PAN聚丙烯腈纤维经900～1000℃碳化处理制得，直径7～10微米，切割长度2～5毫米。
7.配套权利要求1所述高比能量铅酸蓄电池负极板栅的负极活性物质配方，其特征在于：所述联接剂是一种用PAN聚丙烯腈纤维制成的粗度为3旦尼尔、长度为4毫米的短纤维。
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CN106129346A (zh) * 2016-06-23 2016-11-16 南昌大学 一种含有碳纳米葫芦结构材料的铅酸蓄电池负极材料及其制备方法

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