CN112968170A - 一种铅酸蓄电池的负极活性物质添加剂及其制备方法和产物 - Google Patents

一种铅酸蓄电池的负极活性物质添加剂及其制备方法和产物 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种铅酸蓄电池的负极活性物质添加剂，包括木素、碳材料和水。本发明还保护了一种铅酸蓄电池的负极活性物质添加剂的制备方法、一种铅酸蓄电池的负极活性物质的制备方法、一种铅酸蓄电池的电极和一种铅酸蓄电池。本发明的铅酸蓄电池的负极活性物质添加剂制得的铅酸蓄电池低温容量好、循环寿命长。

Description

一种铅酸蓄电池的负极活性物质添加剂及其制备方法和产物
技术领域
本发明涉及蓄电池制造领域。
背景技术
现有技术生产的阀控密封铅酸电池为了提高电池性能，通常在和膏过程中加入碳材料，然而在和膏过程中加入碳材料，碳材料很难均匀分散在铅粉中，从而影响电池的性能。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种铅酸蓄电池的负极活性物质添加剂，其特征在于，包括木素、碳材料和水。
进一步地，按照质量百分比，所述木素0.6％-6％、碳材料2％-9％，其余为水。
进一步地，所述碳材料为炭黑、导电石墨、活性碳中的一种或几种。
本发明还保护了一种铅酸蓄电池的负极活性物质添加剂的制备方法、一种铅酸蓄电池的负极活性物质的制备方法、一种铅酸蓄电池的电极和一种铅酸蓄电池。
本发明的铅酸蓄电池的负极活性物质添加剂制得的铅酸蓄电池低温容量好、循环寿命长。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步描述。
本发明的一种铅酸蓄电池的负极活性物质添加剂，包括木素、碳材料，其余为水。按照质量百分比，最好木素0.6％-6％、碳材料2％-9％，其余为水。这样的配比能更好的保证木素和碳材料与水融为一体，从而形成水溶液形式的添加剂。碳材料为炭黑、导电石墨、活性碳、纳米碳、碳纳米管、乙炔黑等中的一种或几种。
本发明的铅酸蓄电池的负极活性物质添加剂的制备方法，如下：将木素与水进行混合制得木素液，水的温度最好30℃-50℃，这样更有利于木素液的形成，再将碳材料加入到木素液中进行混合成混合液体，制得添加剂。木素与水混合后，由于木素的分散性，木素会均匀分散在水中，形成木素液。当碳材料加入到木素液中时，均匀分散在木素液中的木素能分别包裹在碳材料的周围，从而实现碳材料均匀分散在木素液中，最终形成分散均匀的木素-碳混合液体，即本发明铅酸蓄电池的负极活性物质添加剂。本发明的木素-碳混合液体具有较强的分散性，能与铅粉充分均匀混合。本发明的铅酸蓄电池的负极活性物质添加剂的制备方法，也可以将木素、碳材料与水同时一并混合成混合液体，制得添加剂。本发明的木素包括木素衍生物。木素和碳材料以溶液添加剂的形式加入铅粉，一方面提高了电池性能、另一方面也提高了工作效率、另外可以根据预先配置的添加剂，计算和膏时铅粉的量，也可以根据和膏时铅粉的量来配置合适的添加剂。
本发明的铅酸蓄电池的负极活性物质的制备方法，如下：制备铅酸蓄电池的负极活性物质添加剂备用；将铅粉、导电纤维、硫酸钡加入和膏机中进行混合搅拌，之后再加入铅酸蓄电池的负极活性物质添加剂进行搅拌、再加入稀硫酸继续搅拌，制得负极活性物质，即负极铅膏。本发明也可以将铅酸蓄电池的负极活性物质添加剂、铅粉、导电纤维、硫酸钡等物质一并加入和膏机中进行混合搅拌再加入稀硫酸继续搅拌，制得负极活性物质。本发明也可以将铅酸蓄电池的负极活性物质添加剂和铅粉先进行混合搅拌，再加入导电纤维、硫酸钡加入和膏机中进行混合搅拌，或者其他任意的顺序加入和膏机中进行混合搅拌。本发明的铅酸蓄电池的负极活性物质添加剂加入铅粉中的量，最好保证添加剂加入量中的木素与铅粉质量之比位于0.05％-1％之间、碳材料与铅粉之比位于0.1％-2％之间，这样可以更好的发挥添加剂在铅粉中的性能。同样为了充分发挥硫酸钡的性能，硫酸钡与铅粉的质量之比最好位于0.1％％-1.5％之间。
将负极铅膏通过涂板机均匀涂覆到铅-钙合金板栅上，淋酸，表面干燥后收集，送去固化室固化干燥,制备得到电极。最后将电极进行组装成铅酸蓄电池，加酸化成得到高性能长寿命的铅酸蓄电池。
实施例1
选取：木素1000g、活性碳3000g和水80000g。将木素1000g与水80000g进行混合制得木素液，水的温度50℃，再将活性碳3000g加入到木素液中进行混合，制得84000g的木素-碳混合液体，即得到84000g的负极活性物质添加剂。
将1000Kg的铅粉、800g导电纤维、10Kg的硫酸钡加入和膏机搅拌混合3min，再加入84000g的木素-碳混合液体和适量水在和膏机中进行混合搅拌5min，之后再缓慢加入密度1.4g/cm3的稀硫酸84kg继续搅拌，用纯水调节铅膏视比重4.20g/cm3，制得负极活性物质涂板、淋酸，淋酸为密度1.12g/ml的硫酸，淋酸完毕在160℃表干，极板失水率<1％,固化得到生极板，生极板分刷组装加酸化成后得到铅酸蓄电池。
测得-18℃2hr低温容量102分钟，100％DOD循环寿命350次
对比例1
将1000Kg的铅粉、800g导电纤维、10Kg硫酸钡、1Kg木素、3Kg活性碳加入和膏机干搅拌混合8min，再加入适量水在和膏机中进行混合搅拌2min，之后再缓慢加入密度1.4g/cm3的稀硫酸84kg继续搅拌，用纯水调节铅膏视比重4.20g/cm3，制得负极活性物质涂板、淋酸，淋酸为密度1.12g/ml的硫酸，淋酸完毕在160℃表干，极板失水率<1％,固化得到生极板，生极板分刷组装加酸化成后得到铅酸蓄电池。
测得-18℃2hr低温容量96分钟，100％DOD循环寿命300次
实施例2
选取：木素2000g、活性碳5000g和水80000g。将木素2000g与水80000g进行混合制得木素液，水的温度50℃，再将活性碳5000g加入到木素液中进行混合，制得87000g的木素-碳混合液体，即得到87000g的负极活性物质添加剂。
将1000Kg的铅粉、800g导电纤维、10Kg的硫酸钡加入和膏机搅拌混合3min，再加入87000g的木素-碳混合液体和适量水在和膏机中进行混合搅拌5min，之后再缓慢加入密度1.4g/cm3的稀硫酸84kg继续搅拌，用纯水调节铅膏视比重4.20g/cm3，制得负极活性物质涂板、淋酸，淋酸为密度1.12g/ml的硫酸，淋酸完毕在160℃表干，极板失水率<1％,固化得到生极板，生极板分刷组装加酸化成后得到铅酸蓄电池。
测得-18℃2hr低温容量105分钟，100％DOD循环寿命400次。
对比例2
将1000Kg的铅粉、800g导电纤维、10Kg硫酸钡、2Kg木素、5Kg活性碳加入和膏机干搅拌混合8min，再加入适量水在和膏机中进行混合搅拌2min，之后再缓慢加入密度1.4g/cm3的稀硫酸84kg继续搅拌，用纯水调节铅膏视比重4.20g/cm3，制得负极活性物质涂板、淋酸，淋酸为密度1.12g/ml的硫酸，淋酸完毕在160℃表干，极板失水率<1％,固化得到生极板，生极板分刷组装加酸化成后得到铅酸蓄电池。
测得-18℃2hr低温容量98分钟，100％DOD循环寿命320次。
实施例3
选取：木素2500g、活性碳10000g和水80000g。将木素2500g与水80000g进行混合制得木素液，水的温度50℃，再将活性碳10000g加入到木素液中进行混合，制得92500g的木素-碳混合液体，即得到92500g的负极活性物质添加剂。
将1000Kg的铅粉、800g导电纤维、10Kg的硫酸钡加入和膏机搅拌混合3min，再加入92500g的木素-碳混合液体和适量水在和膏机中进行混合搅拌5min，之后再缓慢加入密度1.4g/cm3的稀硫酸84kg继续搅拌，用纯水调节铅膏视比重4.20g/cm3，制得负极活性物质涂板、淋酸，淋酸为密度1.12g/ml的硫酸，淋酸完毕在160℃表干，极板失水率<1％,固化得到生极板，生极板分刷组装加酸化成后得到铅酸蓄电池。
测得-18℃2hr低温容量110分钟，100％DOD循环寿命450次。
对比例3
将1000Kg的铅粉、800g导电纤维、10Kg硫酸钡、2.5Kg木素、10Kg活性碳加入和膏机干搅拌混合8min，再加入适量水在和膏机中进行混合搅拌2min，之后再缓慢加入密度1.4g/cm3的稀硫酸84kg继续搅拌，用纯水调节铅膏视比重4.20g/cm3，制得负极活性物质涂板、淋酸，淋酸为密度1.12g/ml的硫酸，淋酸完毕在160℃表干，极板失水率<1％,固化得到生极板，生极板分刷组装加酸化成后得到铅酸蓄电池。
测得-18℃2hr低温容量100分钟，100％DOD循环寿命350次。
本发明还保护另一种铅酸蓄电池的负极活性物质添加剂，包括木素、硫酸钡，其余为水，按照质量百分比，最好木素0.6％-6％、硫酸钡2.0％-20％，其余为水。这样配比能更好的保证木素和硫酸钡均匀的与水融为一体，从而形成水溶液形式的添加剂。与碳材料一样，木素液中的木素可以均匀包裹硫酸钡，从而硫酸钡均匀的分散在木素液中，最终形成分散均匀的木素-硫酸钡混合液体，即负极活性物质添加剂。同样可以先将木素与水进行混合制得木素液，再将硫酸钡加入到木素液中进行混合，制得添加剂，也可以木素、硫酸钡与水进一并混合制得添加剂，水的温度最好位于30℃-50℃之间。木素-硫酸钡混合液体与铅粉混合搅拌后，硫酸钡能均匀分散在铅粉中，从而提高电池低温性能及大电流放电性能。.本实施例的添加剂同样可以以与上述添加剂相同的方式制备负极活性物质、电极以及铅酸蓄电池。即铅粉、导电纤维、碳材料、添加剂可以一并加入和膏机中进行搅拌，再加入稀硫酸继续搅拌，制得负极活性物质；也可以先将铅粉、导电纤维、碳材料加入和膏机中进行混合搅拌，之后再加入添加剂进行搅拌、再加入稀硫酸继续搅拌，制得负极活性物质。同样，该添加剂一方面提高了电池性能、另一方面也提高了工作效率、另外可以根据预先配置的添加剂，计算和膏时铅粉的量，也可以根据和膏时铅粉的量来配置合适的添加剂。
本发明还保护第三种铅酸蓄电池的负极活性物质添加剂，包括木素、碳材料、硫酸钡，其余为水，按照质量百分比，最好木素0.5％-6％、碳材料1.8％-10％、硫酸钡1.9％-20％，其余为水。这样配比能更好的保证木素、碳材料和硫酸钡均匀的与水融为一体，从而形成水溶液形式的添加剂。同样，木素液中的木素可以均匀包裹硫酸钡和碳材料，从而硫酸钡和碳材料可以均匀的分散在木素液中，最终形成分散均匀的木素-碳材料-硫酸钡混合液体，即负极活性物质添加剂。同样可以先将木素与水进行混合制得木素液，再将硫酸钡和碳材料加入到木素液中进行混合，制得添加剂，也可以木素、碳材料、硫酸钡与水进一并混合制得添加剂，水的温度最好位于30℃-50℃之间。木素-碳材料-硫酸钡混合液体与铅粉混合搅拌后，硫酸钡和碳材料能均匀分散在铅粉中，从而提高电池放电能力及充电受能力，使电极反应更加均匀.本实施例的添加剂同样可以以与上述添加剂相同的方式制备负极活性物质、电极以及铅酸蓄电池。即铅粉、导电纤维、添加剂可以一并加入和膏机中进行搅拌，再加入稀硫酸继续搅拌，制得负极活性物质；也可以先将铅粉、导电纤维加入和膏机中进行混合搅拌，之后再加入添加剂进行搅拌、再加入稀硫酸继续搅拌，制得负极活性物质。同样，该添加剂一方面提高了电池性能、另一方面也提高了工作效率、另外可以根据预先配置的添加剂，计算和膏时铅粉的量，也可以根据和膏时铅粉的量来配置合适的添加剂。
以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。

Claims (10)

1.一种铅酸蓄电池的负极活性物质添加剂，其特征在于，包括木素、碳材料和水。
2.如权利要求1所述的一种铅酸蓄电池的负极活性物质添加剂，其特征在于，按照质量百分比，所述木素0.6％-6％、碳材料2％-9％，其余为水。
3.如权利要求2述的一种铅酸蓄电池的负极活性物质添加剂，其特征在于，所述碳材料为炭黑、导电石墨、活性碳中的一种或几种。
4.一种铅酸蓄电池的负极活性物质添加剂的制备方法，其特征在于，将木素、碳材料以及水进行混合，制得添加剂。
5.如权利要求4所述的一种铅酸蓄电池的负极活性物质添加剂的制备方法，其特征在于，先将木素与水进行混合制得木素液，再将碳材料加入到木素液中进行混合，制得添加剂。
6.如权利要求5所述的一种铅酸蓄电池的负极活性物质添加剂的制备方法，其特征在于，水的温度位于30℃-50℃之间。
7.一种铅酸蓄电池的负极活性物质的制备方法，其特征在于，将铅粉、导电纤维、硫酸钡、权利要求1-3任意一项所述的添加剂加入和膏机中进行搅拌，再加入稀硫酸继续搅拌，制得负极活性物质。
8.如权利要求7所述的一种铅酸蓄电池的负极活性物质的制备方法，其特征在于，先将铅粉、导电纤维、硫酸钡加入和膏机中进行混合搅拌，之后再加入权利要求1-3任意一项所述的添加剂进行搅拌、再加入稀硫酸继续搅拌，制得负极活性物质。
9.一种铅酸蓄电池的电极，其特征在于，包括由权利要求7或8所述的方法制得的负极活性物质。
10.一种铅酸蓄电池，其特征在于，包括由权利要9所述的电极。
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