CN112909243A - 一种铅蓄电池的正极铅膏、正极板及铅蓄电池 - Google Patents

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Abstract

一种铅蓄电池的正极铅膏、正极板及铅蓄电池，属于铅蓄电池技术领域。一种铅蓄电池的正极铅膏，包括铅粉和添加剂，以铅粉质量计，添加剂的成分为：铊0.02～0.04wt％、三氧化二铋0.02～0.1wt％、纤维0.08～0.09wt％、三氧化二锑0.09～0.11wt％、硫酸亚锡0.09～0.11wt％和石墨0.3～0.4wt％。本发明制备的铅蓄电池的容量提升4.2％以上，循环寿命提升21.1％。

Description

一种铅蓄电池的正极铅膏、正极板及铅蓄电池
技术领域
本发明属于铅蓄电池技术领域，具体涉及一种铅蓄电池的正极铅膏、正极板及铅蓄电池。
背景技术
阀控式铅蓄电池作为电动车的动力电源，其本身具有工作电压稳定、价格便宜、维护简单、质量稳定，可靠性高等优点。但与其他二次电池相比，铅蓄电池存在重量比能量低、使用寿命较短的缺点。从2017年开始，国家对铅蓄电池的制造提出了更高的要求，GB17761-2018《电动自行车安全技术规范》中对电动自行车的整车重量作出了明确规定，要求电动车自行车的整车重量(含电池)不大于55kg。GB/T22199-2017《电动助力用阀控式铅酸蓄电池》中明确规定铅蓄电池的能量密度这一指标，铅蓄电池必须向轻量化方向发展。同时对铅蓄电池的循环寿命提出了更高的要求。
提高铅蓄电池重量比能量的主要方法第提高铅蓄电池正极铅膏的活性物质率、降低板栅和汇流排的对铅的消耗。现阶段要提高铅蓄电池正极铅膏活性物质的利用率，一般是在正极板栅用合金或正极铅膏中加入铋，铋可以转移渗透至活性物质、腐蚀层及电解液中去，从而掺杂到活性物质内部，对活性物质的结构恢复有很大作用，因此提高铅蓄电池的正极容量；同时，铋的添加可以改善铅蓄电池正极铅膏的软化问题，提高铅蓄电池的循环寿命。
专利文献(CN 107946600B)公开了一种铅基蓄电池的轻质陶瓷极板的制备方法，包括堇青石粉和石墨粉，其制备步骤为a.将粒度为5～15μm的356～50％的堇青石粉和5～10％的酚醛树脂混合，捏压混合后静置4～5h；b.40～50％的石墨粉与步骤a的混合物混合，置于模具中压制，将模具置于加热炉中加热至70～80℃，保温1～2h，以进一步塑化模具中的混合物料和初步干燥；c.将步骤b中的带有混合物料的模具置于高温炉中加热；d.在降温至室温的陶瓷极板集体表面热喷涂一层亚氧化钛薄膜。该发明应用于铅基蓄电池，具有质量轻，结构强度高等优点。但是该方法制备超轻极板的过程比较复杂，还需要用到表面热喷涂技术。
专利文献(CN 101675175B)公开了用于铅酸电池正极板栅的含铅-锡-银-铋的合金，该铅基合金包含：浓度至少0.500％且不高于2.000％的锡、浓度高于0.006％且不高于0.050％的银、浓度至少0.005％且不高于0.05％的铋、浓度小于0.010％的钙、余量的铅和其他元素，其他元素包括锑、砷、镉、铁、镍、硒、碲和锌，并且所述其他元素的总浓度不高于0.01％。采用该方法制备电池正极板栅，需要用到的元素种类众多，且对于各种元素的含量要求比较苛刻。
发明内容
本发明的目的在于提供一种铅蓄电池的正极铅膏、正极板及铅蓄电池，通过在正极铅膏中添加三氧化二铋，提高活性物质的利用效率，提高铅蓄电池的重量比能量，同时通过铊的掺杂，使正极板栅更耐腐蚀。
一种铅蓄电池的正极铅膏，包括铅粉和添加剂，以铅粉质量计，添加剂的成分为：铊0.02～0.04wt％、三氧化二铋0.02～0.1wt％、纤维0.08～0.09wt％、三氧化二锑0.09～0.11wt％、硫酸亚锡0.09～0.11wt％和石墨0.3～0.4wt％。
以铅粉质量计，正极铅膏还包括水11.5wt％和密度为1.4g/mL的硫酸溶液8.6～9.6wt％。
正极铅膏的制作步骤为：
(1)将铅锭、铊锭分别切粒获得铊粒和铅粒，再将铊粒和铅粒按配方量混合均匀进行制粉，得混合铅粉；
(2)将混合铅粉、三氧化二铋、纤维、三氧化二锑、硫酸亚锡和石墨混合均匀，然后加入水和硫酸溶液，混合搅拌，得正极铅膏，制备的正极铅膏的视密度为4.40g/cm3。
一种铅蓄电池的正极板，包括正极板栅和正极铅膏。
一种铅蓄电池，包含正极板和负极板，负极板包括负极板栅和负极铅膏，以铅粉质量计，负极铅膏的配方为铅粉、硫酸钡0.8～1wt％、木素0.1～0.3wt％、腐植酸0.1～0.3wt％、乙炔黑0.2～0.4wt％、纤维0.07～0.1wt％、水11.3wt％和密度为1.4g/mL的硫酸溶液8.2wt％。
负极板的制作步骤为：(a)将铅锭切粒并进行制粉；(b)将铅粉、硫酸钡、木素、腐植酸、乙炔黑和纤维混合均匀，然后加入水和硫酸溶液，混合搅拌，得负极铅膏；(c)将负极铅膏涂覆在负极板栅上，制得负极板。
步骤(b)中制备的负极铅膏的视密度为4.45g/cm3。
本发明要求所需三氧化二铋原料中，三氧化二铋的纯度≥99.99％，其他杂质的含量要求如表1所示：
表1原料三氧化二铋中的杂质含量要求(质量分数/％)
Figure BDA0002999826140000031
本发明要求所需铊原料中，铊的纯度≥99.99％，其他杂质的含量要求如表2所示：
表2原料铊中的杂质含量要求(质量分数/％)
Figure BDA0002999826140000032
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
一种铅蓄电池的正极铅膏、正极板及铅蓄电池，通过在铅蓄电池正极板制造过程中添加铊，制得的铅蓄电池在循环过程中铊逐渐渗透至正极腐蚀层中，改善正极板栅界面抗酸类腐蚀的能力，延缓正极板栅的腐蚀速率，防止铅蓄电池因正极板栅的腐蚀而失效，特别是在正极板栅减重、减厚的情况下更容易被腐蚀失效；铊与三氧化二铋在铅蓄电池中配合使用既能提高铅蓄电池的容量，又能降低正极板的重量，提高铅蓄电池的容量、重量比能量，延长铅蓄电池的循环寿命。
具体实施方式
实施例1
分别取正极合金和负极合金放入厚度为1.6mm的栅模中进行浇铸得正极板栅和负极板栅，正极板栅和负极板栅的质量均为18±0.5g。
将铅锭、铊锭分别切粒，以铅粒质量计，将0.03wt％的铊粒添加至铅粒中混合均匀进行制粉，制成混合铅粉。以铅粉质量计，将混合铅粉、三氧化二铋0.03wt％、纤维0.09wt％、三氧化二锑0.1wt％、硫酸亚锡0.1wt％和石墨0.35wt％混合均匀，然后加入水11.5wt％和密度为1.4g/mL的硫酸溶液9.2wt％，再加入适量的调整水，混合搅拌，得视密度为4.4g/cm3的正极铅膏；将得到的正极铅膏涂覆在正极板栅上，经淋酸、表干、固化、干燥、分片打磨后得正极板。
将铅锭切粒后进行制粉，得铅粉。以铅粉质量计，将铅粉、硫酸钡0.9wt％、木素0.2wt％、腐植酸0.2wt％、乙炔黑0.3wt％和纤维0.08wt％混合均匀，然后加入水11.3wt％和密度为1.4g/mL的硫酸溶液8.2wt％，再加入适量的调整水，混合搅拌，得视密度为4.45g/cm3的负极铅膏；将得到的负极铅膏涂覆在负极板栅上，经淋酸、表干、固化、干燥、分片打磨后得负极板。
将正极板和负极板进行包片、组装、加酸、充电、配组整理后得型号为6-DZF-20的铅蓄电池。取上述铅蓄电池4只，分别记为1#、2#、3#和4#，进行称重，结果如表3所示；将称重后的铅蓄电池在25±2℃的环境中，分别以10A的电流放电至10.5V，再以恒压14.7V限流5A充电8h，然后静置2h，记为一个测试周期。在前3次循环内，每只电池的最大容量和重量比能量如表3所示：
表3 1#～4#铅蓄电池的重量、最大容量和重量比能量
电池序号 重量/Kg 前3次循环的最大容量/Ah 重量比能量/Wh·Kg-1
1# 6.342 22.26 42.12
2# 6.357 22.29 42.08
3# 6.345 22.27 42.12
4# 6.368 22.26 41.95
将1#～4#电池进行串联，置于25±2℃的环境中，以10A的电流放电至42V，再以恒压58.8V限流5A充电8h，然后静置2h，记为一个测试周期。当铅蓄电池的放电容量低于16Ah时认为是电池寿命终止，共计完成482个循环。
对比例1
分别取正极合金和负极合金放入厚度为1.6mm的栅模中进行浇铸得正极板栅和负极板栅，正极板栅和负极板栅的质量均为18±0.5g。
将铅锭切粒后进行制粉，得铅粉。以铅粉质量计，将铅粉、三氧化二铋0.03wt％、纤维0.09wt％、三氧化二锑0.1wt％、硫酸亚锡0.1wt％和石墨0.35wt％，混合均匀，然后加入水11.5wt％和密度为1.4g/mL的硫酸溶液9.2wt％，再加入适量的调整水，混合搅拌，得视密度为4.4g/cm3的正极铅膏；将得到的正极铅膏涂覆在正极板栅上，经淋酸、表干、固化、干燥、分片打磨后得正极板。
将铅锭切粒后进行制粉，得铅粉。以铅粉质量计，将铅粉、硫酸钡0.9wt％、木素0.2wt％、腐植酸0.2wt％、乙炔黑0.3wt％和纤维0.08wt％混合均匀，然后加入水11.3wt％和密度为1.4g/mL的硫酸溶液8.2wt％，再加入适量的调整水，混合搅拌，得视密度为4.45g/cm3的负极铅膏；将得到的负极铅膏涂覆在负极板栅上，经淋酸、表干、固化、干燥、分片打磨后得负极板。
将正极板和负极板进行包片、组装、加酸、充电、配组整理后得型号为6-DZF-20的铅蓄电池。取上述铅蓄电池4只，分别记为5#、6#、7#和8#，进行称重，结果如表4所示；将称重后的铅蓄电池在25±2℃的环境中，分别以10A的电流放电至10.5V，再以恒压14.7V限流5A充电8h，然后静置2h，记为一个测试周期。在前3次循环内，每只电池的最大容量和重量比能量如表4所示：
表4 5#～8#铅蓄电池的重量、最大容量和重量比能量
电池序号 重量/Kg 前3次循环的最大容量/Ah 重量比能量/Wh·Kg-1
5# 6.356 22.29 42.08
6# 6.347 22.32 42.20
7# 6.349 22.35 42.24
8# 6.370 22.27 41.95
将5#～8#电池进行串联，置于25±2℃的环境中，以10A的电流放电至42V，再以恒压58.8V限流5A充电8h，然后静置2h，记为一个测试周期。当铅蓄电池的放电容量低于16Ah时认为是电池寿命终止，共计完成286个循环。
对比例2
取正极合金放入厚度为2.3mm的栅模中进行浇铸得正极板栅，正极板栅的质量为27±0.5g；取负极合金放入厚度为1.6mm的栅模中进行浇铸得负极板栅，负极板栅的质量为18±0.5g。
将铅锭切粒后进行制粉，得铅粉。以铅粉质量计，将铅粉、纤维0.09wt％、三氧化二锑0.1wt％、硫酸亚锡0.1wt％和石墨0.35wt％，混合均匀，然后加入水11.5wt％和密度为1.4g/mL的硫酸溶液9.2wt％，再加入适量的调整水，混合搅拌，视密度为4.4g/cm3的正极铅膏；将得到的正极铅膏涂覆在正极板栅上，经淋酸、表干、固化、干燥、分片打磨后得正极板。
将铅锭切粒后进行制粉，得铅粉。以铅粉质量计，将铅粉、硫酸钡0.9wt％、木素0.2wt％、腐植酸0.2wt％、乙炔黑0.3wt％和纤维0.08wt％混合均匀，然后加入水11.3wt％和密度为1.4g/mL的硫酸溶液8.2wt％，再加入适量的调整水，混合搅拌，得视密度为4.45g/cm3的负极铅膏；将得到的负极铅膏涂覆在负极板栅上，经淋酸、表干、固化、干燥、分片打磨后得负极板。
将正极板和负极板进行包片、组装、加酸、充电、配组整理后得型号为6-DZF-20的铅蓄电池。取上述铅蓄电池4只，分别记为9#、10#、11#和12#，进行称重，结果如表5所示；将称重后的铅蓄电池在25±2℃的环境中，分别以10A的电流放电至10.5V，再以恒压14.7V限流5A充电8h，然后静置2h，记为一个测试周期。在前3次循环内，每只电池的最大容量和重量比能量如表5所示：
表5 9#～12#铅蓄电池的重量、最大容量和重量比能量
电池序号 重量/Kg 前3次循环的最大容量/Ah 重量比能量/Wh·Kg-1
9# 6.563 21.36 39.05
10# 6.576 21.29 38.85
11# 6.545 21.39 39.22
12# 6.569 21.42 39.13
将9#～12#电池进行串联，置于25±2℃的环境中，以10A的电流放电至42V，再以恒压58.8V限流5A充电8h，然后静置2h，记为一个测试周期。当铅蓄电池的放电容量低于16Ah时认为是电池寿命终止，共计完成398个循环。
对比例3
分别取正极合金和负极合金放入厚度为1.6mm的栅模中进行浇铸得正极板栅和负极板栅，正极板栅和负极板栅的质量均为18±0.5g。
将铅锭切粒后进行制粉，得铅粉。以铅粉质量计，将铅粉、纤维0.09wt％、三氧化二锑0.1wt％、硫酸亚锡0.1wt％和石墨0.35wt％，混合均匀，然后加入水11.5wt％和密度为1.4g/mL的硫酸溶液9.2wt％，再加入适量的调整水，混合搅拌，得视密度为4.4g/cm3的正极铅膏；将得到的正极铅膏涂覆在正极板栅上，经淋酸、表干、固化、干燥、分片打磨后得正极板。
将铅锭切粒后进行制粉，得铅粉。以铅粉质量计，将铅粉、硫酸钡0.9wt％、木素0.2wt％、腐植酸0.2wt％、乙炔黑0.3wt％和纤维0.08wt％，混合均匀，然后加入水11.3wt％和密度为1.4g/mL的硫酸溶液8.2wt％，再加入适量的调整水，混合搅拌，得视密度为4.45g/cm3的负极铅膏；将得到的负极铅膏涂覆在负极板栅上，经淋酸、表干、固化、干燥、分片打磨后得负极板。
将正极板和负极板进行包片、组装、加酸、充电、配组整理后得型号为6-DZF-20的铅蓄电池。取上述铅蓄电池4只，分别记为13#、14#、15#和16#，进行称重，结果如表6所示；将称重后的铅蓄电池在25±2℃的环境中，分别以10A的电流放电至10.5V，再以恒压14.7V限流5A充电8h，然后静置2h，记为一个测试周期。在前3次循环内，每只电池的最大容量和重量比能量如表6所示：
表6 13#～16#铅蓄电池的重量、最大容量和重量比能量
电池序号 重量/Kg 前3次循环的最大容量/Ah 重量比能量/Wh·Kg-1
13# 6.348 21.39 40.43
14# 6.357 21.42 40.43
15# 6.355 21.45 40.50
16# 6.362 21.33 40.23
将13#～16#电池进行串联，置于25±2℃的环境中，以10A的电流放电至42V，再以恒压58.8V限流5A充电8h，然后静置2h，记为一个测试周期。当铅蓄电池的放电容量低于16Ah时认为是电池寿命终止，共计完成303个循环。
实施例2
分别取正极合金和负极合金放入厚度为1.6mm的栅模中进行浇铸得正极板栅和负极板栅，正极板栅和负极板栅的质量均为18±0.5g。
将铅锭、铊锭分别切粒，以铅粒质量计，将0.02wt％的铊粒添加至铅粒中混合均匀进行制粉，得混合铅粉。以铅粉质量计，将混合铅粉、三氧化二铋0.02wt％、纤维0.08wt％、三氧化二锑0.09wt％、硫酸亚锡0.09wt％和石墨0.30wt％，混合均匀，然后加入水11.5wt％和密度为1.4g/mL的硫酸溶液8.6wt％，再加入适量的调整水，混合搅拌，得视密度为4.4g/cm3的正极铅膏；将得到的正极铅膏涂覆在正极板栅上，经淋酸、表干、固化、干燥、分片打磨后得正极板。
将铅锭切粒后进行制粉，得铅粉。以铅粉质量计，将铅粉、硫酸钡0.8wt％、木素0.1wt％、腐植酸0.1wt％、乙炔黑0.2wt％和纤维0.07wt％，混合均匀，然后加入水11.3wt％和密度为1.4g/mL的硫酸溶液8.2wt％，再加入适量的调整水，混合搅拌，得视密度为4.45g/cm3的负极铅膏；将得到的负极铅膏涂覆在负极板栅上，经淋酸、表干、固化、干燥、分片打磨后得负极板。
将正极板和负极板进行包片、组装、加酸、充电、配组整理后得型号为6-DZF-20的铅蓄电池。取上述铅蓄电池4只，分别记为17#、18#、19#和20#，进行称重，结果如表7所示；将称重后的铅蓄电池在25±2℃的环境中，分别以10A的电流放电至10.5V，再以恒压14.7V限流5A充电8h，然后静置2h，记为一个测试周期。在前3次循环内，每只电池的最大容量和重量比能量如表7所示：
表7 17#～20#铅蓄电池的重量、最大容量和重量比能量
电池序号 重量/Kg 前3次循环的最大容量/Ah 重量比能量/Wh·Kg-1
17# 6.356 22.20 41.91
18# 6.368 22.19 41.82
19# 6.349 22.30 42.14
20# 6.372 22.21 41.95
将17#～20#电池进行串联，置于25±2℃的环境中，以10A的电流放电至42V，再以恒压58.8V限流5A充电8h，然后静置2h，记为一个测试周期。循环至200次时，解剖电池，发现电池正极铅膏没有异常，正极板栅良好。
对比例4
分别取正极合金和负极合金放入厚度为1.6mm的栅模中进行浇铸得正极板栅和负极板栅，正极板栅和负极板栅的质量均为18±0.5g。
将铅锭切粒后进行制粉，得铅粉。以铅粉质量计，将铅粉、三氧化二铋0.02wt％、纤维0.08wt％、三氧化二锑0.09wt％、硫酸亚锡0.09wt％和石墨0.30wt％，混合均匀，然后加入水11.5wt％和密度为1.4g/mL的硫酸溶液8.6wt％，再加入适量的调整水，混合搅拌，得视密度为4.4g/cm3的正极铅膏；将得到的正极铅膏涂覆在正极板栅上，经淋酸、表干、固化、干燥、分片打磨后得正极板。
将铅锭切粒后进行制粉，得铅粉。以铅粉质量计，将铅粉、硫酸钡0.8wt％、木素0.1wt％、腐植酸0.1wt％、乙炔黑0.2wt％和纤维0.07wt％，混合均匀，然后加入水11.3wt％和密度为1.4g/mL的硫酸溶液8.2wt％，再加入适量的调整水，混合搅拌，得视密度为4.45g/cm3的负极铅膏；将得到的负极铅膏涂覆在负极板栅上，经淋酸、表干、固化、干燥、分片打磨后得负极板。
将正极板和负极板进行包片、组装、加酸、充电、配组整理后得型号为6-DZF-20的铅蓄电池。取上述铅蓄电池4只，分别记为21#、22#、23#和24#，进行称重，结果如表8所示；将称重后的铅蓄电池在25±2℃的环境中，分别以10A的电流放电至10.5V，再以恒压14.7V限流5A充电8h，然后静置2h，记为一个测试周期。在前3次循环内，每只电池的最大容量和重量比能量如表8所示：
表8 21#～24#铅蓄电池的重量、最大容量和重量比能量
Figure BDA0002999826140000091
Figure BDA0002999826140000101
将21#～24#电池进行串联，置于25±2℃的环境中，以10A的电流放电至42V，再以恒压58.8V限流5A充电8h，然后静置2h，记为一个测试周期。循环至200次时，解剖电池，发现电池正极铅膏没有异常，正极板栅严重腐蚀，板栅的边框与活性物质脱离。
对比例5
取正极合金放入厚度为2.3mm的栅模中进行浇铸得正极板栅，正极板栅的质量为27±0.5g；取负极合金放入厚度为1.6mm的栅模中进行浇铸得负极板栅，负极板栅的质量为18±0.5g。
将铅锭切粒后进行制粉，得铅粉。以铅粉质量计，将铅粉、纤维0.08wt％、三氧化二锑0.09wt％、硫酸亚锡0.09wt％和石墨0.30wt％，混合均匀，然后加入水11.5wt％和密度为1.4g/mL的硫酸溶液8.6wt％，再加入适量的调整水，混合搅拌，得视密度为4.4g/cm3的正极铅膏；将得到的正极铅膏涂覆在正极板栅上，经淋酸、表干、固化、干燥、分片打磨后得正极板。
将铅锭切粒后进行制粉，得铅粉。以铅粉质量计，将铅粉、硫酸钡0.8wt％、木素0.1wt％、腐植酸0.1wt％、乙炔黑0.2wt％和纤维0.07wt％，混合均匀，然后加入水11.3wt％和密度为1.4g/mL的硫酸溶液8.2wt％，再加入适量的调整水，混合搅拌，得视密度为4.45g/cm3的负极铅膏；将得到的负极铅膏涂覆在负极板栅上，经淋酸、表干、固化、干燥、分片打磨后得负极板。
将正极板和负极板进行包片、组装、加酸、充电、配组整理后得型号为6-DZF-20的铅蓄电池。取上述铅蓄电池4只，分别记为25#、26#、27#和28#，进行称重，结果如表9所示；将称重后的铅蓄电池在25±2℃的环境中，分别以10A的电流放电至10.5V，再以恒压14.7V限流5A充电8h，然后静置2h，记为一个测试周期。在前3次循环内，每只电池的最大容量和重量比能量如表9所示：
表9 25#～28#铅蓄电池的重量、最大容量和重量比能量
Figure BDA0002999826140000102
Figure BDA0002999826140000111
将25#～28#电池进行串联，置于25±2℃的环境中，以10A的电流放电至42V，再以恒压58.8V限流5A充电8h，然后静置2h，记为一个测试周期。循环至200次时，解剖电池，发现电池正极铅膏表层轻微软化，正极板栅的小筋被腐蚀。
对比例6
分别取正极合金和负极合金放入厚度为1.6mm的栅模中进行浇铸得正极板栅和负极板栅，正极板栅和负极板栅的质量均为18±0.5g。
将铅锭切粒后进行制粉，得铅粉。以铅粉质量计，将铅粉、纤维0.08wt％、三氧化二锑0.09wt％、硫酸亚锡0.09wt％和石墨0.30wt％，混合均匀，然后加入水11.5wt％和密度为1.4g/mL的硫酸溶液8.6wt％，再加入适量的调整水，混合搅拌，得视密度为4.4g/cm3的正极铅膏；将得到的正极铅膏涂覆在正极板栅上，经淋酸、表干、固化、干燥、分片打磨后得正极板。
将铅锭切粒后进行制粉，得铅粉。以铅粉质量计，将铅粉、硫酸钡0.8wt％、木素0.1wt％、腐植酸0.1wt％、乙炔黑0.2wt％和纤维0.07wt％，混合均匀，然后加入水11.3wt％和密度为1.4g/mL的硫酸溶液8.2wt％，再加入适量的调整水，混合搅拌，得视密度为4.45g/cm3的负极铅膏；将得到的负极铅膏涂覆在负极板栅上，经淋酸、表干、固化、干燥、分片打磨后得负极板。
将正极板和负极板进行包片、组装、加酸、充电、配组整理后得型号为6-DZF-20的铅蓄电池。取上述铅蓄电池4只，分别记为29#、30#、31#和32#，进行称重，结果如表10所示；将称重后的铅蓄电池在25±2℃的环境中，分别以10A的电流放电至10.5V，再以恒压14.7V限流5A充电8h，然后静置2h，记为一个测试周期。在前3次循环内，每只电池的最大容量和重量比能量如表10所示：
表10 29#～32#铅蓄电池的重量、最大容量和重量比能量
Figure BDA0002999826140000112
Figure BDA0002999826140000121
将29#～32#电池进行串联，置于25±2℃的环境中，以10A的电流放电至42V，再以恒压58.8V限流5A充电8h，然后静置2h，记为一个测试周期。循环至200次时，解剖电池，发现电池正极铅膏表层轻微软化，正极板栅腐蚀变形。
实施例3
分别取正极合金和负极合金放入厚度为1.6mm的栅模中进行浇铸得正极板栅和负极板栅，正极板栅和负极板栅的质量均为18±0.5g。
将铅锭、铊锭分别切粒，以铅粒质量计，将0.04wt％的铊粒添加至铅粒中混合均匀进行制粉，得混合铅粉。以铅粉质量计，将混合铅粉、三氧化二铋0.10wt％、纤维0.08wt％、三氧化二锑0.11wt％、硫酸亚锡0.11wt％和石墨0.40wt％，混合均匀，然后加入水11.5wt％和密度为1.4g/mL的硫酸溶液9.6wt％，再加入适量的调整水，混合搅拌，得视密度为4.4g/cm3的正极铅膏；将得到的正极铅膏涂覆在正极板栅上，经淋酸、表干、固化、干燥、分片打磨后得正极板。
将铅锭切粒后进行制粉，得铅粉。以铅粉质量计，将铅粉、硫酸钡1wt％、木素0.3wt％、腐植酸0.3wt％、乙炔黑0.4wt％和纤维0.1wt％，混合均匀，然后加入水11.3wt％和密度为1.4g/mL的硫酸溶液8.2wt％，再加入适量的调整水，混合搅拌，得视密度为4.45g/cm3的负极铅膏；将得到的负极铅膏涂覆在负极板栅上，经淋酸、表干、固化、干燥、分片打磨后得负极板。
将正极板和负极板进行包片、组装、加酸、充电、配组整理后得型号为6-DZF-20的铅蓄电池。取上述铅蓄电池4只，分别记为33#、34#、35#和36#，进行称重，结果如表11所示；将称重后的铅蓄电池在25±2℃的环境中，分别以10A的电流放电至10.5V，再以恒压14.7V限流5A充电8h，然后静置2h，记为一个测试周期。在前3次循环内，每只电池的最大容量和重量比能量如表11所示：
表11 33#～36#铅蓄电池的重量、最大容量和重量比能量
电池序号 重量/Kg 前3次循环的最大容量/Ah 重量比能量/Wh·Kg-1
33# 6.348 22.23 42.02
34# 6.357 22.24 41.98
35# 6.362 22.19 41.85
36# 6.360 22.29 42.06
从表11可以看出，铅蓄电池的平均重量为6.357Kg，前3次循环最大容量的平均值是22.238Ah，重量比能量是41.978Wh·Kg-1。
对比例7
分别取正极合金和负极合金放入厚度为1.6mm的栅模中进行浇铸得正极板栅和负极板栅，正极板栅和负极板栅的质量均为18±0.5g。
将铅锭切粒后进行制粉，得铅粉。以铅粉质量计，将铅粉、三氧化二铋0.10wt％、纤维0.08wt％、三氧化二锑0.11wt％、硫酸亚锡0.11wt％和石墨0.40wt％，混合均匀，然后加入水11.5wt％和密度为1.4g/mL的硫酸溶液9.6wt％，再加入适量的调整水，混合搅拌，得视密度为4.4g/cm3的正极铅膏；将得到的正极铅膏涂覆在正极板栅上，经淋酸、表干、固化、干燥、分片打磨后得正极板。
将铅锭切粒后进行制粉，得铅粉。以铅粉质量计，将铅粉、硫酸钡1wt％、木素0.3wt％、腐植酸0.3wt％、乙炔黑0.4wt％和纤维0.1wt％，混合均匀，然后加入水11.3wt％和密度为1.4g/mL的硫酸溶液8.2wt％，再加入适量的调整水，混合搅拌，得视密度为4.45g/cm3的负极铅膏；将得到的负极铅膏涂覆在负极板栅上，经淋酸、表干、固化、干燥、分片打磨后得负极板。
将正极板和负极板进行包片、组装、加酸、充电、配组整理后得型号为6-DZF-20的铅蓄电池。取上述铅蓄电池4只，分别记为37#、38#、39#和40#，进行称重，结果如表12所示；将称重后的铅蓄电池在25±2℃的环境中，分别以10A的电流放电至10.5V，再以恒压14.7V限流5A充电8h，然后静置2h，记为一个测试周期。在前3次循环内，每只电池的最大容量和重量比能量如表12所示：
表12 37#～40#铅蓄电池的重量、最大容量和重量比能量
电池序号 重量/Kg 前3次循环的最大容量/Ah 重量比能量/Wh·Kg-1
37# 6.358 22.29 42.02
38# 6.367 22.32 41.98
39# 6.365 22.36 41.85
40# 6.372 22.40 42.06
从表12可以看出，铅蓄电池的平均重量为6.366Kg，前3次循环最大容量的平均值是22.343Ah，重量比能量是41.978Wh·Kg-1。
对比例8
取正极合金放入厚度为2.3mm的栅模中进行浇铸得正极板栅，正极板栅的质量为27±0.5g；取负极合金放入厚度为1.6mm的栅模中进行浇铸得负极板栅，负极板栅的质量为18±0.5g。
将铅锭切粒后进行制粉，得铅粉。以铅粉质量计，将铅粉、纤维0.08wt％、三氧化二锑0.11wt％、硫酸亚锡0.11wt％和石墨0.40wt％，混合均匀，然后加入水11.5wt％和密度为1.4g/mL的硫酸溶液9.6wt％，再加入适量的调整水，混合搅拌，得视密度为4.4g/cm3的正极铅膏；将得到的正极铅膏涂覆在正极板栅上，经淋酸、表干、固化、干燥、分片打磨后得正极板。
将铅锭切粒后进行制粉，得铅粉。以铅粉质量计，将铅粉、硫酸钡1wt％、木素0.3wt％、腐植酸0.3wt％、乙炔黑0.4wt％和纤维0.1wt％，混合均匀，然后加入水11.3wt％和密度为1.4g/mL的硫酸溶液8.2wt％，再加入适量的调整水，混合搅拌，得视密度为4.45g/cm3的负极铅膏；将得到的负极铅膏涂覆在负极板栅上，经淋酸、表干、固化、干燥、分片打磨后得负极板。
将正极板和负极板进行包片、组装、加酸、充电、配组整理后得型号为6-DZF-20的铅蓄电池。取上述铅蓄电池4只，分别记为41#、42#、43#和44#，进行称重，结果如表13所示；将称重后的铅蓄电池在25±2℃的环境中，分别以10A的电流放电至10.5V，再以恒压14.7V限流5A充电8h，然后静置2h，记为一个测试周期。在前3次循环内，每只电池的最大容量和重量比能量如表13所示：
表13 41#～44#铅蓄电池的重量、最大容量和重量比能量
电池序号 重量/Kg 前3次循环的最大容量/Ah 重量比能量/Wh·Kg-1
41# 6.534 21.37 39.25
42# 6.531 21.24 39.03
43# 6.553 21.29 38.99
44# 6.549 21.35 39.12
从表13可以看出，铅蓄电池的平均重量为6.542Kg，前3次循环最大容量的平均值是21.313Ah，重量比能量是39.098Wh·Kg-1。
对比例9
分别取正极合金和负极合金放入厚度为1.6mm的栅模中进行浇铸得正极板栅和负极板栅，正极板栅和负极板栅的质量均为18±0.5g。
将铅锭切粒后进行制粉，得铅粉。以铅粉质量计，将铅粉、纤维0.08wt％、三氧化二锑0.11wt％、硫酸亚锡0.11wt％和石墨0.40wt％，混合均匀，然后加入水11.5wt％和密度为1.4g/mL的硫酸溶液9.6wt％，再加入适量的调整水，混合搅拌，得视密度为4.4g/cm3的正极铅膏；将得到的正极铅膏涂覆在正极板栅上，经淋酸、表干、固化、干燥、分片打磨后得正极板。
将铅锭切粒后进行制粉，得铅粉。以铅粉质量计，将铅粉、硫酸钡1wt％、木素0.3wt％、腐植酸0.3wt％、乙炔黑0.4wt％和纤维0.1wt％，混合均匀，然后加入水11.3wt％和密度为1.4g/mL的硫酸溶液8.2wt％，再加入适量的调整水，混合搅拌，得视密度为4.45g/cm3的负极铅膏；将得到的负极铅膏涂覆在负极板栅上，经淋酸、表干、固化、干燥、分片打磨后得负极板。
将正极板和负极板进行包片、组装、加酸、充电、配组整理后得型号为6-DZF-20的铅蓄电池。取上述铅蓄电池4只，分别记为45#、46#、47#和48#，进行称重，结果如表14所示；将称重后的铅蓄电池在25±2℃的环境中，分别以10A的电流放电至10.5V，再以恒压14.7V限流5A充电8h，然后静置2h，记为一个测试周期。在前3次循环内，每只电池的最大容量和重量比能量如表14所示：
表14 45#～48#铅蓄电池的重量、最大容量和重量比能量
Figure BDA0002999826140000151
Figure BDA0002999826140000161
从表14可以看出，铅蓄电池的平均重量为6.366Kg，前3次循环最大容量的平均值是21.4Ah，重量比能量是40.343Wh·Kg-1。

Claims (9)

1.一种铅蓄电池的正极铅膏，包括铅粉和添加剂，其特征在于，以铅粉质量计，添加剂的成分为：铊0.02～0.04wt％、三氧化二铋0.02～0.1wt％、纤维0.08～0.09wt％、三氧化二锑0.09～0.11wt％、硫酸亚锡0.09～0.11wt％和石墨0.3～0.4wt％。
2.如权利要求1所述的正极铅膏，其特征在于，以铅粉质量计，正极铅膏还包括水11.5wt％和密度为1.4g/mL的硫酸溶液8.6～9.6wt％。
3.如权利要求2所述的正极铅膏，其特征在于，其制作步骤为：
(1)将铅锭、铊锭分别切粒获得铊粒和铅粒，再将铊粒和铅粒按配方量混合均匀进行制粉，得混合铅粉；
(2)将混合铅粉、三氧化二铋、纤维、三氧化二锑、硫酸亚锡和石墨混合均匀，然后加入水和硫酸溶液，混合搅拌，得正极铅膏。
4.如权利要求3所述的正极铅膏，其特征在于，步骤(2)中制备的正极铅膏的视密度为4.40g/cm3。
5.一种铅蓄电池的正极板，包括正极板栅和正极铅膏，其特征在于，正极铅膏为权利要求1～4任一所述的正极铅膏。
6.一种铅蓄电池，其特征在于，包含正极板和负极板，正极板使用权利要求5所述的正极板。
7.如权利要求6所述的铅蓄电池，其特征在于，负极板包括负极板栅和负极铅膏，以铅粉质量计，负极铅膏的配方为铅粉、硫酸钡0.8～1wt％、木素0.1～0.3wt％、腐植酸0.1～0.3wt％、乙炔黑0.2～0.4wt％、纤维0.07～0.1wt％、水11.3wt％和密度为1.4g/mL的硫酸溶液8.2wt％。
8.如权利要求7所述的铅蓄电池，其特征在于，负极板的制作步骤为：(a)将铅锭切粒并进行制粉；(b)将铅粉、硫酸钡、木素、腐植酸、乙炔黑和纤维混合均匀，然后加入水和硫酸溶液，混合搅拌，得负极铅膏；(c)将负极铅膏涂覆在负极板栅上，制得负极板。
9.如权利要求8所述的铅蓄电池，其特征在于，步骤(b)中制备的负极铅膏的视密度为4.45g/cm3。
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