CN111969257B - 一种高比能量动力铅酸电池的制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高比能量动力铅酸电池的制作方法，具体步骤如下：原料的准备、管式极板的制作、活性物质的制作、活性物质中氧化铅的制作、覆盖与定型、密封，本发明通过实验的工艺流程，降低了能源消耗，节约了成本，更加实用性，使极板化成后的活性物质避免还原成金属状的细铅粉，避免在潮湿环境中，活性物质氧化的问题，使用铅膏涂层技术，极板厚度变薄，减轻了极板的重量，提高了能量密度，电池内部避免了液态物，具有了很好的抗振动性，可以任意方向放置，采用一种新的活性物质制做铅酸电池，不需要特殊的干燥设备，用于铅酸电池的一种新的活物质成分废除所使用的新的干燥罐、惰性气体或其他附属设备。

Description

一种高比能量动力铅酸电池的制作方法
技术领域
本发明涉及铅酸电池技术领域，更具体地说，本发明涉及一种高比能量动力铅酸电池的制作方法。
背景技术
铅酸电池，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。
安全密封，在正常操作中，电解液不会从电池的端子或外壳中泄露出。没有自由酸特殊的吸液隔板将酸保持在内，电池内部没有自由酸液，因此电池可放置在任意位置，电池内压超出正常水平后，VRLA电池会放出多余气体并自动重新密封，保证电池内没有多余气体，由于气体复合系统使产生的气体转化成水，在使用VRLA电池的过程中不需要加水，采用了有抗腐蚀结构的铅钙合金栏板VRLA电池可浮充使用10-15年，采用先进的生产工艺和严格的质量控制系统，VRLA电池的质量稳定，性能可靠。电压、容量和密封在线上进行100％检验，所有VRLA电池均通过UL安全认证。
阀控铅酸电池的电化学反应式如下所示。充电是将外部直流电源连在蓄电池上进行充电，使电能转化成化学能储存起来。放电是电能从电池中释放出来去驱动外部设备，当VRLA蓄电池充电将达到顶点时，充电电流只被用来分解电解液中的水，此时，电池正极产生氧气，负极产生氢气，气体会从蓄电池中溢出，造成电解液减少，需不定时加水，另一方面，充电末期或过充条件下，充电能量被用来分解水，正极产生的氧气与负极的海绵状铅反应，使负极的一部分处于未充满状态，抑制负极氢气的产生。
现有市面上已经化成荷电的极板，曾经采用在加热罐和装有惰性气体的炉内进行干燥，一般使用水蒸气、二氧化碳或氮气，上述工艺过程要达到预期的目的，需要有大量设备，干燥法的另一个严重缺点是：操作时有一定的不稳定性，即使在稳固的条件下，极板的过热，某些时候亦造成极板的弯曲，甚至在个别情况下，使极板熔解，用一种新的活性物质制做铅酸电池，不需要特殊的干燥设备，用于铅酸电池的一种新的活物质成分废除所使用的新的干燥罐、惰性气体或其他附属设备，同时，使巳荷电的负极板在干燥过程和在与空气接触时，减低氧化的速度。
因此，发明一种高比能量动力铅酸电池的制作方法来解决上述问题很有必要。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供一种高比能量动力铅酸电池的制作方法，铅酸电池的制备方法具体步骤如下：
S1：原料的准备：黄丹20％-80％，CF902防锈料20％-80％，铅粉20％-80％，芳基羟基苯酸0.1％-5％，非水电解质溶液10％-50％，硅酸粉末1％-10％，粘接剂5％-50％，纤维0.1％-1％；
S2：管式极板的制作：正极板占电池总含量的85％，所需使用到的原料为黄丹20％-80％，CF902防锈料20％-80％，铅粉20％-80％，硅酸粉末1％-10％，粘接剂5％-50％，导电膏0.5％-15％和纤维0.1％-1％，负极板占电池总含量的90％，所述使用到的原料为铅粉20％-80％，芳基羟基苯酸0.1％-5％，非水电解质溶液10％-50％，粘接剂5％-50％，纤维0.1％-1％和导电膏0.5％-15％；
S3：活性物质的制作：将0.1％-5％的芳基羟基苯酸与20％-80％的铅粉混合，混合后得到活性物质，加入10％-50％的非水电解质溶液，得到铅膏；
S4：活性物质中氧化铅的制作：将20％-80％的黄丹与20％-80％的CF902防锈料混合得到氧化铅，将氧化铅与1％-10％的硅酸粉末混合，氧化铅与硅酸粉末的重量比为1:10；
S6：覆盖与定型：将制作好的铅膏和氧化铅分别均匀涂抹在电池正负极板的表面，纤维敷于铅膏涂层之上，铅膏均匀涂敷于纤维之上；
S7：密封：铅膏与正负极板的外壁接触处喷密封胶，操作完成后加盖板密封；
S8：将正负极板浸泡在硫酸加水和加入0.5％-15％导电膏的电解溶液中，酸和铅发生变化，电化学产生电流，铅酸电池制作完成结束。
优选的，所述S2中的正极板主要物为二氧化铅，颜色为棕色、棕褐色或红褐色中的一种，负极板主要为海绵状金属铅的活性物质，颜色为灰色。
优选的，所述S3中芳基羟基苯酸的含量过多导致活性物质氧化铅减少，损伤电池的容量，膏体性质不理想，延长极板化成，所述S3中芳基羟基苯酸的含量过少则无作用，1％-5％的芳基羟基苯酸可与铅粉充分混合均匀。
优选的，所述S3中的非水电解质溶液为电解液，目的是产生柔软和具有粘性的铅膏，将加入非水电解质溶液制作好的铅膏和氧化铅分别均匀涂抹在电池正负极板的表面，可更好的和电极板粘合。
优选的，所述S6的粘接剂包括聚偏四氟乙烯、聚四氟乙烯及丁苯橡胶的一种，所述纤维为短纤维或各种导电碳纤维。
优选的，所述S6中的纤维为绝缘隔板材料。
优选的，所述S6中的操作流程需重复5-7次。
本发明的技术效果和优点：
通过实验的工艺流程，降低了能源消耗，节约了成本，更加实用性，使极板化成后的活性物质避免还原成金属状的细铅粉，避免在潮湿环境中，活性物质氧化的问题，使用铅膏涂层技术，极板厚度变薄，减轻了极板的重量，提高了能量密度，电池内部避免了液态物，具有了很好的抗振动性，可以任意方向放置，本发明采用一种新的活性物质制做铅酸电池，不需要特殊的干燥设备，用于铅酸电池的一种新的活物质成分废除所使用的新的干燥罐、惰性气体或其他附属设备，同时，使巳荷电的负极板在干燥过程和在与空气接触时，减低氧化的速度。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
本发明提供了一种高比能量动力铅酸电池的制作方法，铅酸电池的制备方法具体步骤如下：
S1：原料的准备：黄丹20％，CF902防锈料30％，铅粉40％，芳基羟基苯酸1.5％，非水电解质溶液20％，硅酸粉末5％，粘接剂30％，纤维0.3％，导电膏5％；
S2：管式极板的制作：正极板占电池总含量的85％，所需使用到的原料为黄丹20％，CF902防锈料30％，铅粉20％，硅酸粉末5％，粘接剂15％，导电膏2.5％和纤维0.15％，负极板占电池总含量的90％，所述使用到的原料为铅粉20％，芳基羟基苯酸1.5％，非水电解质溶液20％，粘接剂15％，导电膏2.5％和纤维0.15％；
S3：活性物质的制作：将1.5％的芳基羟基苯酸与20％的铅粉混合，混合后得到活性物质，加入20％的非水电解质溶液，得到铅膏；
S4：活性物质中氧化铅的制作：将20％的黄丹与30％的CF902防锈料混合得到氧化铅，将氧化铅与5％的硅酸粉末混合，氧化铅与硅酸粉末的重量比为1:10；
S6：覆盖与定型：将制作好的铅膏和氧化铅分别均匀涂抹在电池正负极板的表面，纤维敷于铅膏涂层之上，铅膏均匀涂敷于纤维之上，操作流程需重复5-7次；
S7：密封：铅膏与正负极板的外壁接触处喷密封胶，操作完成后加盖板密封；
S8：将正负极板浸泡在硫酸加水和加入5％导电膏的电解溶液中，酸和铅发生变化，电化学产生电流，铅酸电池制作完成结束。
本实施例中制备的铅膏湿度较高，无法实现不需要特殊的干燥设备，新的活物质成分无法废除所使用的新的干燥罐、惰性气体或其他附属设备，同时，使巳荷电的负极板在干燥过程和在与空气接触时，无法减低氧化的速度。
实施例2：
本发明提供了一种高比能量动力铅酸电池的制作方法，铅酸电池的制备方法具体步骤如下：
S1：原料的准备：黄丹50％，CF902防锈料50％，铅粉60％，芳基羟基苯酸3％，非水电解质溶液35％，硅酸粉末7％，粘接剂40％，纤维0.5％，导电膏10％；
S2：管式极板的制作：正极板占电池总含量的85％，所需使用到的原料为黄丹50％，CF902防锈料50％，铅粉60％，硅酸粉末7％，粘接剂20％，纤维0.25％和导电膏5％，负极板占电池总含量的90％，所述使用到的原料为铅粉60％，芳基羟基苯酸3％，非水电解质溶液35％，粘接剂20％，纤维0.25％和导电膏5％；
S3：活性物质的制作：将3％的芳基羟基苯酸与60％的铅粉混合，混合后得到活性物质，加入35％的非水电解质溶液，得到铅膏；
S4：活性物质中氧化铅的制作：将50％的黄丹与50％的CF902防锈料混合得到氧化铅，将氧化铅与7％的硅酸粉末混合，氧化铅与硅酸粉末的重量比为1:10；
S6：覆盖与定型：将制作好的铅膏和氧化铅分别均匀涂抹在电池正负极板的表面，纤维敷于铅膏涂层之上，铅膏均匀涂敷于纤维之上，操作流程需重复5-7次；
S7：密封：铅膏与正负极板的外壁接触处喷密封胶，操作完成后加盖板密封；
S8：将正负极板浸泡在硫酸加水和加入5％导电膏的电解溶液中，酸和铅发生变化，电化学产生电流，铅酸电池制作完成结束。
本实施例中本实施例中制备的铅膏干湿度适中，可以实现用一种新的活性物质制做铅酸电池，不需要特殊的干燥设备，用于铅酸电池的一种新的活物质成分废除所使用的新的干燥罐、惰性气体或其他附属设备，同时，使巳荷电的负极板在干燥过程和在与空气接触时，减低氧化的速度。
对比实施例1，本实施案例明显可知，降低了能源消耗，节约了成本，更加实用性，使极板化成后的活性物质避免还原成金属状的细铅粉，避免在潮湿环境中，活性物质氧化的问题，使用铅膏涂层技术，极板厚度变薄，减轻了极板的重量，提高了能量密度，电池内部避免了液态物，具有了很好的抗振动性，可以任意方向放置。
实验例3：
本发明提供了一种高比能量动力铅酸电池的制作方法，铅酸电池的制备方法具体步骤如下：
S1：原料的准备：黄丹80％，CF902防锈料80％，铅粉80％，芳基羟基苯酸5％，非水电解质溶液50％，硅酸粉末10％，粘接剂50％，纤维1％，导电膏15％；
S2：管式极板的制作：正极板占电池总含量的85％，所需使用到的原料为黄丹80％，CF902防锈料80％，铅粉80％，硅酸粉末10％，粘接剂25％，纤维0.5％和导电膏7.5％，负极板占电池总含量的90％，所述使用到的原料为铅粉80％，芳基羟基苯酸5％，非水电解质溶液50％，粘接剂25％，纤维0.5％和导电膏7.5％；
S3：活性物质的制作：将5％的芳基羟基苯酸与80％的铅粉混合，混合后得到活性物质，加入50％的非水电解质溶液，得到铅膏；
S4：活性物质中氧化铅的制作：将80％的黄丹与80％的CF902防锈料混合得到氧化铅，将氧化铅与10％的硅酸粉末混合，氧化铅与硅酸粉末的重量比为1:10；
S6：覆盖与定型：将制作好的铅膏和氧化铅分别均匀涂抹在电池正负极板的表面，纤维敷于铅膏涂层之上，铅膏均匀涂敷于纤维之上，操作流程需重复5-7次；
S7：密封：铅膏与正负极板的外壁接触处喷密封胶，操作完成后加盖板密封；
S8：将正负极板浸泡在硫酸加水和加入7.5％导电膏的电解溶液中，酸和铅发生变化，电化学产生电流，铅酸电池制作完成结束。
本实施例中制备的铅膏较干，使极板化成后的活性物质还原成金属状的细铅粉，在潮湿环境中，活性物质氧化急速。
根据实施例1-3得出下表：
Figure GDA0003354343550000071
由上表可知，实施例2中生产原料比例适中，可以实现用一种新的活性物质制做铅酸电池，不需要特殊的干燥设备，用于铅酸电池的一种新的活物质成分废除所使用的新的干燥罐、惰性气体或其他附属设备，同时，使巳荷电的负极板在干燥过程和在与空气接触时，减低氧化的速度，本实施案例明显可知，降低了能源消耗，节约了成本，更加实用性，使极板化成后的活性物质避免还原成金属状的细铅粉，避免在潮湿环境中，活性物质氧化的问题，使用铅膏涂层技术，极板厚度变薄，减轻了极板的重量，提高了能量密度，电池内部避免了液态物，具有了很好的抗振动性，可以任意方向放置。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种高比能量动力铅酸电池的制作方法，其特征在于：制备步骤具体如下：
S1：原料的准备：黄丹20％-80％，CF902防锈料20％-80％，铅粉20％-80％，芳基羟基苯酸3％，非水电解质溶液10％-50％，硅酸粉末1％-10％，粘接剂5％-50％，纤维0.1％-1％，导电膏0.5％-15％；
S2：管式极板的制作：正极板占电池总含量的85％，所需使用到的原料为黄丹20％-80％，CF902防锈料20％-80％，铅粉20％-80％，硅酸粉末1％-10％，粘接剂5％-50％，导电膏0.5％-15％和纤维0.1％-1％，负极板占电池总含量的90％，所需使用到的原料为铅粉20％-80％，芳基羟基苯酸3％，非水电解质溶液10％-50％，粘接剂5％-50％，纤维0.1％-1％和导电膏0.5％-15％；
S3：活性物质的制作：将3％的芳基羟基苯酸与20％-80％的铅粉混合，混合后得到活性物质，加入10％-50％的非水电解质溶液，得到铅膏；
S4：活性物质中氧化铅的制作：将20％-80％的黄丹与20％-80％的CF902防锈料混合得到氧化铅，将氧化铅与1％-10％的硅酸粉末混合，氧化铅与硅酸粉末的重量比为1:10；
S6：覆盖与定型：将制作好的铅膏和氧化铅分别均匀涂抹在电池正负极板的表面，纤维敷于铅膏涂层之上，铅膏均匀涂敷于纤维之上；
S7：密封：铅膏与正负极板的外壁接触处喷密封胶，操作完成后加盖板密封；
S8：将正负极板浸泡在硫酸加水和加入0.5％-15％导电膏的电解溶液中，酸和铅发生变化，电化学产生电流，铅酸电池制作完成结束。
2.根据权利要求1所述的一种高比能量动力铅酸电池的制作方法，其特征在于：所述S2中的正极板主要物为二氧化铅，颜色为棕色、棕褐色或红褐色中的一种，负极板主要为海绵状金属铅的活性物质，颜色为灰色。
3.根据权利要求1所述的一种高比能量动力铅酸电池的制作方法，其特征在于：所述S3中芳基羟基苯酸的含量过多导致活性物质氧化铅减少，损伤电池的容量，膏体性质不理想，延长极板化成，所述S3中芳基羟基苯酸的含量过少则无作用，3％的芳基羟基苯酸可与铅粉充分混合均匀。
4.根据权利要求1所述的一种高比能量动力铅酸电池的制作方法，其特征在于：所述S3中的非水电解质溶液为电解液，目的是产生柔软和具有粘性的铅膏，将加入非水电解质溶液制作好的铅膏和氧化铅分别均匀涂抹在电池正负极板的表面，可更好的和电极板粘合。
5.根据权利要求1所述的一种高比能量动力铅酸电池的制作方法，其特征在于：所述S6的粘接剂包括聚偏四氟乙烯、聚四氟乙烯及丁苯橡胶的一种，所述纤维为短纤维或各种导电碳纤维。
6.根据权利要求1所述的一种高比能量动力铅酸电池的制作方法，其特征在于：所述S6中的纤维为绝缘隔板材料。
7.根据权利要求1所述的一种高比能量动力铅酸电池的制作方法，其特征在于：所述S6中的操作流程需重复5-7次。
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