CN111106314A - 一种铅酸蓄电池正极铅膏的高温和膏方法 - Google Patents

一种铅酸蓄电池正极铅膏的高温和膏方法 Download PDF

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Abstract

一种铅酸蓄电池正极铅膏的高温和膏方法，所述方法包括以下步骤：步骤一：将辅料和铅粉依次加入到和膏机中进行干搅拌，搅拌时间为4～5min；步骤二：在所述合膏机内加入纯水进行湿搅拌，湿搅拌时间为4～6min；步骤三：所述湿搅拌过后往和膏机中加酸性混合料搅拌，搅拌时间为6～8min；在合膏机内的温度达到80～85℃时，开启风机进行抽风降温，并继续搅拌，搅拌时间为5～6min；步骤四：所述加酸性混合料搅拌过后再降温搅拌，搅拌时间为15～20min；所述降温搅拌后出膏，出膏温度小于50℃。本发明在合膏的过程中采用高温合膏的方式，低温出膏的方式进行生产，同时在合膏中通过辅料和硫酸亚锡的添加进行正极铅膏的制造，制得的铅膏可以明显提高铅膏中4BS的含量，提高电池的循环寿命。

Description

一种铅酸蓄电池正极铅膏的高温和膏方法
技术领域
本发明属于蓄电池加工领域，特别涉及铅酸蓄电池正极铅膏的高温和膏方法。
背景技术
铅酸蓄电池是一种电极主要由铅及其氧化物制成，电解液是硫酸溶液的蓄电池；铅酸电池放电状态下，正极主要成分为二氧化铅，负极主要成分为铅；充电状态下，正负极的主要成分均为硫酸铅。铅酸蓄电池具有充放电性能好、安全稳定且价格便宜等优点，目前被广泛应用于电动助力车、电动三轮车以及电动汽车等车型当中；虽然铅酸蓄电池的应用非常广泛，但是比能量、循环寿命方面还有待提高，特别是电池的使用寿命。
常规铅膏正极配方在和膏过程中添加硫酸生成4BS、3BS、2BS、1BS等活性物质，而4BS的存在恰好能够提高电池的循环寿命，而现有的铅酸蓄电池在生产制造过程中，其4BS含量低，因而蓄电池的循环寿命有限；那么，如何在和膏过程中来提高4BS的生成量，是我们迫切需要攻关的一个技术问题。
发明内容
本发明针对现有技术存在的不足，提供了铅酸蓄电池正极铅膏的高温和膏方法，具体技术方案如下：
一种铅酸蓄电池正极铅膏的高温和膏方法，所述方法包括以下步骤：
步骤一：将辅料和铅粉依次加入到和膏机中进行干搅拌，搅拌时间为4～5min；
步骤二：在所述合膏机内加入纯水进行湿搅拌，湿搅拌时间为4～6min；
步骤三：所述湿搅拌过后往和膏机中加酸性混合料搅拌，搅拌时间为6～8min；在合膏机内的温度达到80～85℃时，开启风机进行抽风降温，并继续搅拌，搅拌时间为5～6min；
步骤四：所述加酸性混合料搅拌过后再降温搅拌，搅拌时间为15～20min；所述降温搅拌后出膏，出膏温度小于50℃。
进一步地，所述辅料包括四碱式硫酸铅晶种、四氟乙烯、二氧化铅和磺酸。
进一步地，所述辅料中的四碱式硫酸铅晶种、四氟乙烯、二氧化铅和磺酸分别为铅粉比例的3～5‰，1％～3％，3％～8％，2％～4％。
进一步地，所述辅料与所述铅粉采用鼓风的方式加入带合膏机中进行干搅拌。
进一步地，所述酸性混合料包括硫酸和硫酸亚锡，所述硫酸亚锡占酸性混合料的14～18％；所述硫酸采用25℃下比重为1.40g/cm3。
进一步地，所述加酸性混合料搅拌包括:
将硫酸亚锡通过边搅拌边加入的方式加入到硫酸中，静置1～3min；
而后将配置好的酸性混合料的一半加入到合膏机内，边加入边搅拌，搅拌3～4min；
换个方向进行搅拌，同时加入剩余的酸性混合料，时间为3～4min。
进一步地，所述再降温包括采用合膏机内循环水冷却和负压风机冷却进行再降温。
本发明的有益效果是：
本发明在合膏的过程中采用高温合膏、低温出膏的方式进行蓄电池铅膏的生产，同时在合膏中通过辅料和硫酸亚锡的添加进行正极铅膏的制造，这样制得的铅膏，可以明显提高铅膏中4BS的含量，进而提高电池的循环寿命。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
一种铅酸蓄电池正极铅膏的高温和膏方法，所述方法包括以下步骤：
步骤一：将辅料和铅粉依次加入到和膏机中进行干搅拌，搅拌时间为4～5min；
具体的，所述辅料包括四碱式硫酸铅晶种(4BS晶种)、四氟乙烯、二氧化铅和磺酸。且所述辅料中的四碱式硫酸铅晶种、四氟乙烯、二氧化铅和磺酸分别为铅粉比例的3～5‰，1％～3％，3％～8％，2％～4％；增加辅料提高正极活性物质的利用率，可有效的延长电池的寿命。所述辅料与所述铅粉采用鼓风的方式加入带合膏机中进行干搅拌，鼓风的方式添加辅料，一方面确保辅料添加时更加分散，减小搅拌混合的时间，另一方面确保辅料完全添加到合膏机中，添加的速度可控。
步骤二：在所述合膏机内加入纯水进行湿搅拌，湿搅拌时间为4～6min；
具体的，所述纯水为去离子水，电导率≤10us/cm。
步骤三：所述湿搅拌过后往和膏机中加酸性混合料搅拌，搅拌时间为6～8min；在合膏机内的温度达到80～85℃时，开启风机进行抽风降温，并继续搅拌，搅拌时间为5～6min；高温调节下进行合膏，可以明显提高铅膏中4BS的含量，进而提高电池的循环寿命；
具体的，所述酸性混合料包括硫酸和硫酸亚锡，所述硫酸亚锡占酸性混合料的14～18％；所述硫酸采用25℃下比重为1.40g/cm3。所述加酸性混合料搅拌包括:
将硫酸亚锡通过边搅拌边加入的方式加入到硫酸中，静置1～3min；
而后将配置好的酸性混合料的一半加入到合膏机内，边加入边搅拌，搅拌3～4min；
换个方向进行搅拌，同时加入剩余的酸性混合料，时间为3～4min。
采用分段式顺、逆方向相结合的搅拌方式进行搅拌，确保搅拌均匀，同时提高合膏机内物料的散热效果。
步骤四：所述加酸性混合料搅拌过后再降温搅拌，搅拌时间为15～20min；所述降温搅拌后出膏，出膏温度小于50℃。
具体的，所述再降温包括采用合膏机内循环水冷却和负压风机冷却进行再降温。
案例情形一：
步骤一：配置950kg的铅粉、纯水120kg；辅料：四碱式硫酸铅晶种3kg、四氟乙烯9kg、二氧化铅28kg和磺酸18kg；酸性混合料：硫酸90kg、硫酸亚锡13kg；
将辅料、铅粉和必要的添加剂通过鼓风的方式依次加入到和膏机中进行干搅拌，搅拌时间为5min；
步骤二：在所述合膏机内加入纯水进行湿搅拌，湿搅拌时间为6min；
步骤三：所述湿搅拌过后往和膏机中加酸性混合料搅拌，具体的，将硫酸亚锡通过边搅拌边加入的方式加入到硫酸中，静置1～3min；而后将配置好的酸性混合料的一半加入到合膏机内，边加入边搅拌，搅拌3～4min；换个方向进行搅拌，同时加入剩余的酸性混合料，时间为3～4min。在合膏机内的温度达到80～85℃时，开启风机进行抽风降温，并继续搅拌，搅拌时间为6min；
步骤四：所述加酸性混合料搅拌过后通过合膏机内循环水冷却和负压风机冷却进行再降温搅拌，搅拌时间为20min；所述降温搅拌后出膏，出膏温度小于50℃。
XRD测定铅膏中的4BS含量，结果显示铅膏中明显含有4BS。
得到的铅膏用20Ah电池的板栅进行涂板、65℃条件下固化，分板，电池组装和电池化成后进行性能检测。电池循环的充放电的制度如下：12V20Ah电池恒压14.8V，限流10A充电5小时，以10A电流放电至10.5V，当放电时间达到96分钟时，作为电池寿命终止的条件，计算得到电池循环充放电的次数为584次。
案例情形二：
步骤一：配置950kg的铅粉、纯水120kg；辅料：四氟乙烯9kg、二氧化铅28kg和磺酸18kg；酸性混合料：硫酸90kg、硫酸亚锡13kg；
将辅料、铅粉和必要的添加剂通过鼓风的方式依次加入到和膏机中进行干搅拌，搅拌时间为5min；
步骤二：在所述合膏机内加入纯水进行湿搅拌，湿搅拌时间为6min；
步骤三：所述湿搅拌过后往和膏机中加酸性混合料搅拌，具体的，将硫酸亚锡通过边搅拌边加入的方式加入到硫酸中，静置1～3min；而后将配置好的酸性混合料的一半加入到合膏机内，边加入边搅拌，搅拌3～4min；换个方向进行搅拌，同时加入剩余的酸性混合料，时间为3～4min。在合膏机内的温度达到80～85℃时，开启风机进行抽风降温，并继续搅拌，搅拌时间为6min；
步骤四：所述加酸性混合料搅拌过后通过合膏机内循环水冷却和负压风机冷却进行再降温搅拌，搅拌时间为20min；所述降温搅拌后出膏，出膏温度小于50℃。
XRD测定铅膏中的4BS含量，结果显示铅膏中含有4BS，但是含量明显少于案例情形一。
得到的铅膏用20Ah电池的板栅进行涂板、65℃条件下固化，分板，电池组装和电池化成后进行性能检测。电池循环的充放电的制度如下：12V20Ah电池恒压14.8V，限流10A充电5小时，以10A电流放电至10.5V，当放电时间达到96分钟时，作为电池寿命终止的条件。计算得到电池循环充放电的次数为521次。
案例情形三：
步骤一：配置950kg的铅粉、纯水120kg；辅料：四碱式硫酸铅晶种3kg、四氟乙烯9kg、二氧化铅28kg和磺酸18kg；酸性混合料：硫酸90kg、硫酸亚锡13kg；将辅料、铅粉和必要的添加剂依次加入到和膏机中进行干搅拌，搅拌时间为5min
步骤二：加水，加水时间约1min，之后进入湿搅拌阶段，湿搅拌的时间约5min；
步骤三：开机进行加酸，加酸时间控制在12min左右。之后进入最后的搅拌阶段，搅拌25min。同时设置合膏机内铅膏温度高于65℃-70℃，开启冷却水和冷却风。
步骤四：降温出膏。
XRD测定铅膏中的4BS含量，结果显示铅膏中无4BS。
得到的铅膏用20Ah电池的板栅进行涂板、65℃条件下固化，分板，电池组装和电池化成后进行性能检测。电池循环的充放电的制度如下：12V20Ah电池恒压14.8V，限流10A充电5小时，以10A电流放电至10.5V，当放电时间达到96分钟时，作为电池寿命终止的条件。计算得到电池循环充放电的次数为456次。
由案例情形一与案例情形二的对比可以看出，添加4BS可以明显的延长电池的使用次数，由案例情形一与案例情形三对比可以看出，添加辅料并通过高温合膏的方式合膏可以增加4BS的量，延长电池的使用寿命。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种铅酸蓄电池正极铅膏的高温和膏方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：
步骤一：将辅料和铅粉依次加入到和膏机中进行干搅拌，搅拌时间为4～5min；
步骤二：在所述合膏机内加入纯水进行湿搅拌，湿搅拌时间为4～6min；
步骤三：所述湿搅拌过后往和膏机中加酸性混合料搅拌，搅拌时间为6～8min；在合膏机内的温度达到80～85℃时，开启风机进行抽风降温，并继续搅拌，搅拌时间为5～6min；
步骤四：所述加酸性混合料搅拌过后再降温搅拌，搅拌时间为15～20min；所述降温搅拌后出膏，出膏温度小于50℃。
2.根据权利要求1所述的铅酸蓄电池正极铅膏的高温和膏方法，其特征在于：所述辅料包括四碱式硫酸铅晶种、四氟乙烯、二氧化铅和磺酸。
3.根据权利要求2所述的铅酸蓄电池正极铅膏的高温和膏方法，其特征在于：所述辅料中的四碱式硫酸铅晶种、四氟乙烯、二氧化铅和磺酸分别为铅粉比例的3～5‰，1％～3％，3％～8％，2％～4％。
4.根据权利要求1所述的铅酸蓄电池正极铅膏的高温和膏方法，其特征在于：所述辅料与所述铅粉采用鼓风的方式加入带合膏机中进行干搅拌。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的铅酸蓄电池正极铅膏的高温和膏方法，其特征在于：所述酸性混合料包括硫酸和硫酸亚锡，所述硫酸亚锡占酸性混合料的14～18％；所述硫酸采用25℃下比重为1.40g/cm3。
6.根据权利要求1-4任意一项所述的铅酸蓄电池正极铅膏的高温和膏方法，其特征在于：所述加酸性混合料搅拌包括:
将硫酸亚锡通过边搅拌边加入的方式加入到硫酸中，静置1～3min；
而后将配置好的酸性混合料的一半加入到合膏机内，边加入边搅拌，搅拌3～4min；
换个方向进行搅拌，同时加入剩余的酸性混合料，时间为3～4min。
7.根据权利要求1-4任意一项所述的铅酸蓄电池正极铅膏的高温和膏方法，其特征在于：所述再降温包括采用合膏机内循环水冷却和负压风机冷却进行再降温。
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