CN115911589A - 一种高充电接受能力的汽车agm启停电池及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高充电接受能力的汽车AGM启停电池及其制备方法，电池包括正极板、负极板、隔板和电解液；正极板包括正极板栅及涂覆于正极板栅上的正极铅膏，负极板包括负极板栅及涂覆于负极板栅上的负极铅膏；负极铅膏配方按以下重量百分比组成：稀硫酸10％～30％、炭黑0.5％～2％、石墨0.5％～2％、多孔炭0.5％～2％、木素0.1～0.5％、碳纤维0.1％～0.5％、超细硫酸钡1％～5％、其余为铅粉。本发明通过增大负极铅膏与板栅接触面积，增大负极充电过程反应面积；通过铅膏配方设计，在铅膏中增加石墨、多孔炭、导电碳纤维等材料，提高铅膏导电率；通过极板表面压花工艺，增大极板与电解液接触面积。

Description

一种高充电接受能力的汽车AGM启停电池及其制备方法

技术领域

本发明涉及铅酸蓄电池技术领域，具体涉及一种高充电接受能力的汽车AGM启停电池及其制备方法。

背景技术

铅酸电池历史悠久，具有性能可靠，生产工艺成熟，成本低等优点。密封式铅酸蓄电池电池是将正、负极板交错叠放排列在电池壳内，正、负极板之间用绝缘隔板隔开，电解液(硫酸溶液)注入电池内。电池充电时，正、负两极板上的硫酸铅与溶液发生电解反应，分别生成二氧化铅和海绵状金属铅，电解液中的硫酸浓度不断增加，存储能量；电池放电时，正极板中的二氧化铅和负极板上的铅与电解液中的硫酸发生反应生成硫酸铅，电解液中的硫酸浓度不断降低，电池对外输出能量，故电池的充放电是电能与化学能不断转换的一个过程，实现能量的存储和释放。

铅蓄电池是汽车起动的核心部件，蓄电池的性能和质量直接关系到汽车系统的正常运转，而蓄电池具有高充电接受能力能够延长铅酸电池使用寿命，延缓负极硫化，提高能量回收，充电接受能力主要受电池负极影响。目前现有技术中铅酸蓄电池主要存在以下问题：

(1)AGM启停电池的充电接受能力低；

(2)电池使用过程中负极易硫酸盐化，会导致电池提前失效；

(3)铅酸电池寿命低。

发明内容

本发明的目的在于克服以上现有技术中的不足，提供一种高充电接受能力的汽车AGM启停电池及其制备方法，通过增大负极铅膏与板栅接触面积，可以增大负极充电过程反应面积；通过铅膏配方设计，在铅膏中增加石墨、多孔炭、导电碳纤维等材料，提高铅膏导电率；通过极板表面压花工艺，增大极板与电解液接触面积。具体技术方案如下：

一种高充电接受能力的汽车AGM启停电池，包括正极板、负极板、隔板和电解液；正极板包括正极板栅及涂覆于正极板栅上的正极铅膏，负极板包括负极板栅及涂覆于负极板栅上的负极铅膏；负极铅膏配方按以下重量百分比组成：稀硫酸10％～30％、炭黑0.5％～2％、石墨0.5％～2％、多孔炭0.5％～2％、木素0.1～0.5％、碳纤维0.1％～0.5％、超细硫酸钡1％～5％、其余为铅粉。

优选的，稀硫酸的硫酸密度为1.200±0.002g/cm³，不另外加水，负极铅膏视比重为4.0～4.5g/mL。

优选的，多孔炭的最大粒径＜15μm，多孔炭比表面积为500～1500m²/g。

优选的，碳纤维为导电碳纤维，长度1～2mm。

优选的，电解液由0.1～0.5％的硫酸盐、1.20～1.28g/mL的硫酸组成。

优选的，负极板栅采用网格加密结构，网格间距为上下8mm，左右4mm；负极板栅表面为喷砂粗糙化结构。

优选的，负极板表面凹凸不平，负极板结构表面采用交叉式压花工艺，深度为0.5～1.5mm。

一种高充电接受能力的汽车AGM启停电池的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：首先负极板栅在涂片前增加喷砂处理，增加表面粗糙度；

步骤二：然后进行铅膏的制作方法，将上述负极铅膏配方中的木素、石墨、多孔炭、碳黑、碳纤维、硫酸钡先加入真空和膏机；然后加入铅粉，进行干混搅拌；最后缓慢加入稀硫酸，并不断搅拌；

步骤三：将铅膏涂布在负极板栅上，并在极板表面压出纹路，极板固化干燥得到正负极生极板；

步骤四：将正负极生极板进行装配、注液、化成得到高充电接受能力的AGM启停电池。

与最接近的现有技术相比，本发明提供的技术方案具有如下有益效果：

(1)负极板栅采用网格加密结构，反应表面积提升了30％左右，负极板栅在涂片前进行喷砂处理，增加了表面粗糙度，提高了铅膏与活性物质结合力；

(2)负极铅膏配方中加入了多孔炭、石墨、导电短纤维等，提高了活性物质导电性，提高了负极充电接受能力，避免负极出现硫酸盐化，延长电池使用寿命；

(3)现有技术是先加水、搅拌、再加硫酸并搅拌，而本发明是在电池的制备方法和膏过程中直接加入稀硫酸，减少了和膏时间，减少了大约10min左右；

(4)在涂片过程中负极表面进行压花处理，在极板表面形成纹路，有助于电解液接触，提高了硫酸铅的溶解速度，提高电池充电接受能力；

(5)本发明制备的AGM启停电池，充电接受能力相比之前工艺可以提升50％左右。

附图说明

图1为本发明高充电接受能力的汽车AGM启停电池的制备方法流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对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。

请参阅图1：

一种高充电接受能力的汽车AGM启停电池，包括正极板、负极板、隔板和电解液；正极板包括正极板栅及涂覆于正极板栅上的正极铅膏，负极板包括负极板栅及涂覆于负极板栅上的负极铅膏；负极铅膏配方按以下重量百分比组成：稀硫酸10％～30％、炭黑0.5％～2％、石墨0.5％～2％、多孔炭0.5％～2％、木素0.1～0.5％、碳纤维0.1％～0.5％、超细硫酸钡1％～5％、其余为铅粉。负极铅膏配方中加入了多孔炭、石墨、导电短纤维等，提高了活性物质导电性，提高了负极充电接受能力，避免负极出现硫酸盐化，延长电池使用寿命；

进一步的，稀硫酸的硫酸密度为1.200±0.002g/cm³，不另外加水，负极铅膏视比重为4.0～4.5g/mL。

进一步的，多孔炭的最大粒径＜15μm，多孔炭比表面积为500～1500m²/g。

进一步的，碳纤维为导电碳纤维，长度1～2mm。

进一步的，电解液由0.1～0.5％的硫酸盐、1.20～1.28g/mL的硫酸组成。

进一步的，负极板栅采用网格加密结构，网格间距为上下8mm，左右4mm；负极板栅表面为喷砂粗糙化结构。负极板栅采用网格加密结构，反应表面积提升了30％左右，负极板栅在涂片前进行喷砂处理，增加了表面粗糙度，提高了铅膏与活性物质结合力。

进一步的，负极板表面凹凸不平，负极板结构表面采用交叉式压花工艺，深度为0.5～1.5mm。在涂片过程中负极表面进行压花处理，在极板表面形成纹路，有助于电解液接触，提高了硫酸铅的溶解速度，提高电池充电接受能力。

一种高充电接受能力的汽车AGM启停电池的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：首先负极板栅在涂片前增加喷砂处理，增加表面粗糙度；

步骤二：然后进行铅膏的制作方法，将上述负极铅膏配方中的木素、石墨、多孔炭、碳黑、碳纤维、硫酸钡先加入真空和膏机；然后加入铅粉，进行干混搅拌5min左右；最后缓慢加入稀硫酸，并不断搅拌10min左右；在电池的制备方法和膏过程中直接加入稀硫酸，减少了和膏时间，减少了大约10min左右；

步骤三：将铅膏涂布在负极板栅上，并在极板表面压出纹路，极板固化干燥得到正负极生极板；

步骤四：将正负极生极板进行装配、注液、化成得到高充电接受能力的AGM启停电池。

实施例1：

负极铅膏配方按重量百分比由下列各规格原料组成：

稀硫酸10％(硫酸密度：1.2g/cm³)，

炭黑 0.5％，

石墨 0.5％，

多孔炭0.5％，

木素0.2％，

碳纤维0.15％，

超细硫酸钡2％，

其余为铅粉；

负极使用连涂工艺，负极极板结构，表面采用交叉式压花工艺，压入深度0.5mm。正极采用正常工艺制作，极板通过高温高湿固化干燥、组装、真空注入电解液，化成为，电解液组成为，硫酸盐0.1％，其余为硫酸，密度1.21g/mL。

实施例2：

负极铅膏配方按重量百分比由下列各规格原料组成：

稀硫酸10％(硫酸密度：1.2g/cm³)，

炭黑1％，

石墨2％，

多孔炭2％，

木素0.1％，

碳纤维0.15％，

超细硫酸钡1.5％，

其余为铅粉；

负极使用连涂工艺，负极极板结构，表面采用交叉式压花工艺，压入深度0.5mm。正极采用正常工艺制作，极板通过高温高湿固化干燥、组装、真空注入电解液，化成为，电解液组成为，硫酸盐0.1％，其余为硫酸，密度1.21g/mL。

按照本发明方法制备的高充电接受能力AGM启停电池与普通AGM启停电池按如下方式进行充电接受能力测试：(1)电池满电后在25℃环境温度下以I＝0.05Ce放电12h，再静置12h；(2)在0±1℃低温箱中静置24h；(3)在0℃低温箱中恒压14.40±0.05V，限流60A充电。记录第10min充电电流I10min，充电接受能力以I10min/Ce表示。以70Ah电池为例，测试结果如下表1所示：

电池类型	<![CDATA[充电接受能力I<sub>10min</sub>/Ce]]>
		普通电池	0.255
高充电接受能力电池	0.386

表1普通电池和本发明电池充电接受能力对比表

从表1可以看出本发明高充电接受能力电池的充电接受能力更好，充电接受能力相比之前工艺可以提升50％左右。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，均在申请待批的本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (8)

1.一种高充电接受能力的汽车AGM启停电池，包括正极板、负极板、隔板和电解液；正极板包括正极板栅及涂覆于正极板栅上的正极铅膏，负极板包括负极板栅及涂覆于负极板栅上的负极铅膏；其特征在于：负极铅膏配方按以下重量百分比组成：稀硫酸10％～30％、炭黑0.5％～2％、石墨0.5％～2％、多孔炭0.5％～2％、木素0.1～0.5％、碳纤维0.1％～0.5％、超细硫酸钡1％～5％、其余为铅粉。

2.根据权利要求1所述的一种高充电接受能力的汽车AGM启停电池，其特征在于：所述稀硫酸的硫酸密度为1.200±0.002g/cm³，不另外加水，负极铅膏视比重为4.0～4.5g/mL。

3.根据权利要求1所述的一种高充电接受能力的汽车AGM启停电池，其特征在于：所述多孔炭的最大粒径＜15μm，多孔炭比表面积为500～1500m²/g。

4.根据权利要求1所述的一种高充电接受能力的汽车AGM启停电池，其特征在于：所述碳纤维为导电碳纤维，长度1～2mm。

5.根据权利要求1所述的一种高充电接受能力的汽车AGM启停电池，其特征在于：所述电解液由0.1～0.5％的硫酸盐、1.20～1.28g/mL的硫酸组成。

6.根据权利要求1所述的一种高充电接受能力的汽车AGM启停电池，其特征在于：所述负极板栅采用网格加密结构，网格间距为上下8mm，左右4mm；负极板栅表面为喷砂粗糙化结构。

7.根据权利要求1所述的一种高充电接受能力的汽车AGM启停电池，其特征在于：所述负极板表面凹凸不平，负极板结构表面采用交叉式压花工艺，深度为0.5～1.5mm。

8.一种如权利要求1～7任一项所述的一种高充电接受能力的汽车AGM启停电池的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一：首先负极板栅在涂片前增加喷砂处理，增加表面粗糙度；

步骤二：然后进行铅膏的制作方法，将上述负极铅膏配方中的木素、石墨、多孔炭、碳黑、碳纤维、硫酸钡先加入真空和膏机；然后加入铅粉，进行干混搅拌；最后缓慢加入稀硫酸，并不断搅拌；

步骤三：将铅膏涂布在负极板栅上，并在极板表面压出纹路，极板固化干燥得到正负极生极板；

步骤四：将正负极生极板进行装配、注液、化成得到高充电接受能力的AGM启停电池。

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