CN1404172A - 铅酸蓄电池正极活性材料配方及制作方法 - Google Patents
铅酸蓄电池正极活性材料配方及制作方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN1404172A CN1404172A CN02112895A CN02112895A CN1404172A CN 1404172 A CN1404172 A CN 1404172A CN 02112895 A CN02112895 A CN 02112895A CN 02112895 A CN02112895 A CN 02112895A CN 1404172 A CN1404172 A CN 1404172A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- lead
- sulfuric acid
- powder
- active material
- lead powder
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000007774 positive electrode material Substances 0.000 title claims abstract description 15
- 239000002253 acid Substances 0.000 title claims abstract description 14
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title abstract description 3
- 238000003860 storage Methods 0.000 title abstract 2
- 238000009472 formulation Methods 0.000 title 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 38
- PIJPYDMVFNTHIP-UHFFFAOYSA-L lead sulfate Chemical compound [PbH4+2].[O-]S([O-])(=O)=O PIJPYDMVFNTHIP-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 24
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 18
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 17
- WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N lead(0) Chemical compound [Pb] WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 239000006259 organic additive Substances 0.000 claims abstract description 8
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000002482 conductive additive Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims abstract description 4
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 20
- SMBGWMJTOOLQHN-UHFFFAOYSA-N lead;sulfuric acid Chemical compound [Pb].OS(O)(=O)=O SMBGWMJTOOLQHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 239000006071 cream Substances 0.000 claims description 10
- 239000011505 plaster Substances 0.000 claims description 10
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 9
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 5
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 5
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 3
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 claims description 3
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 3
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 3
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims description 3
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 claims description 3
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 claims description 3
- 239000000376 reactant Substances 0.000 claims description 3
- 229920002972 Acrylic fiber Polymers 0.000 claims description 2
- 239000002657 fibrous material Substances 0.000 claims description 2
- 239000003643 water by type Substances 0.000 claims description 2
- 238000011049 filling Methods 0.000 claims 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 abstract description 2
- 239000013543 active substance Substances 0.000 abstract 2
- 239000011149 active material Substances 0.000 description 9
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 5
- 229910000464 lead oxide Inorganic materials 0.000 description 5
- HTUMBQDCCIXGCV-UHFFFAOYSA-N lead oxide Chemical compound [O-2].[Pb+2] HTUMBQDCCIXGCV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 4
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 4
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 4
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 4
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 3
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 3
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- KEQXNNJHMWSZHK-UHFFFAOYSA-L 1,3,2,4$l^{2}-dioxathiaplumbetane 2,2-dioxide Chemical compound [Pb+2].[O-]S([O-])(=O)=O KEQXNNJHMWSZHK-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000003862 health status Effects 0.000 description 1
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 229910006654 β-PbO2 Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
一种铅酸蓄电池正极活性材料的配方及制作方法，配方中所含各成分及其在总量中的重量百分比为：硫酸铅68～75％，硫酸10～15％，去离子水6～12％，短纤维0.04～0.08％，无机导电添加剂2～4％，有机添加剂1～2.5％；上述材料的制作方法包括用硫酸和铅粉进行反应制备硫酸铅粉以及将硫酸铅粉与其它成分相混合，进行合膏的方法。本发明用硫酸铅作正极活性材料，可获得比铅粉更高的孔隙率，提高活性物质利用率，提高活性物质利用率，能保证极板的均一性，同时避免环境污染，简化生产过程，缩短生产时间，降低生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种铅酸蓄电池用正极活性材料的配方组成及其制作方法，属于铅酸蓄电池技术领域。
背景技术
在传统的铅酸电池生产过程中，所用的纯铅及由它制成活性氧化铅粉作电极材料所引起的铅污染不仅破坏了环境，而且严重危及了生产工人的健康状况；由于铅粉氧化度的差异会造成极板质量的不均匀，从而影响成组电池电压的一致性；在传统的铅酸电池生产过程中固化是一道非常重要和必需的步骤，传统的漫长固化过程所消耗的电能、人力和设备折旧等，其生产成本是很高的。因此目前人们正在努力寻找新的清洁安全的原材料来代替铅粉。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的不足之处，提供一中能避免环境污染，保证极板的均一性，降低生产成本的铅酸蓄电池正极活性材料配方及制作方法。
本发明的技术方案是：铅酸蓄电池正极活性材料配方中所含各成分及其在总量中的重量百分比为：
硫酸铅 6 8～7 5％ 硫酸 10～15％ 去离子水 6～12％
短纤维 0.04～0.08％ 无机导电添加剂 2～4％ 有机添加剂 1～2.5％
上述硫酸的密度为1.0～1.4g/cm3，无机导电添加剂为石墨，有机添加剂为PTFE。短纤维材料为腈纶。
本发明的技术方案中还包括所述材料的制作方法，该方法包括用硫酸和铅粉进行反应制备硫酸铅粉的方法以及将硫酸铅粉与其它成分相混合，进行合膏制得铅膏的方法。
所述制备硫酸铅粉的方法是将过量的密度为1.2～1.4g/cm3的硫酸加到氧化度80～90％的铅粉中，持续搅拌，直至反应物完全成灰白色，再用蒸馏水清洗，直至清洗液的PH值在6～8时，过滤去水，将过滤后的产物进行干燥研磨得到硫酸铅粉。反应温度控制在50～70℃，研磨后的硫酸铅粉粒度小于200目。
所述合膏的方法是按前述百分比，先将硫酸铅粉与无机及有机添加剂相混合，搅拌2～4分钟，接着加入短纤维，搅拌4～6分钟，再将硫酸与去离子水混合后加入其中，搅拌12～18分钟，得到铅膏。
采用硫酸铅作为正极活性物质材料具有如下的特点与优点：
(1)用硫酸铅作活性物质材料制备铅膏可以获得比铅粉更高的孔隙率。因硫酸铅转化为二氧化铅时体积收缩最大，产生的孔隙率也最大，从而硫酸可以轻易扩散到极板的深处，这大大提高了反应的深度和活性物质的利用率。
(2)采用硫酸铅做电极活性物质时不存在由于铅粉氧化度的差异会造成极板质量的不均匀的问题，从而保证了极板的均一性。
(3)采用硫酸铅做电极活性物质可以简化生产过程，缩减生产时间。采用硫酸铅作电极活性物质制备铅膏，则可以省略固化过程中铅膏中游离铅的氧化与碱式硫酸铅的再结晶等步骤，大大缩短了固化过程的时间，使生产电池的周期缩短，从而节约了传统的漫长固化过程所消耗的电能、人力和设备折旧等，降低了生产成本。
(4)采用硫酸铅作为活性物质涂膏时，可以采用较低浓度的硫酸，甚至可以不用硫酸；从而避免产生了大量的热量，减轻了硫酸对设备的腐蚀，节省了和膏时间。
(5)从能耗的角度来看，采用硫酸铅作活性物质可以节省能量，用氧化铅或纯铅氧化为二氧化铅所需的电量远远高于硫酸铅转化所需的电量，因此采用硫酸铅作电极活性材料可以节省能量。
活性材料中的无机添加剂可提高导电性，缩短化成时间；有机添加剂则增强了板栅与活性物质间的结合力。
具体实施方式
将过量的密度为1.28g/cm3的硫酸加到氧化度为90％的铅粉中进行反应，反应在通风和冷却的条件下进行，反应过程中要持续的搅拌，直到反应物完全变成灰白色，反应完全大约需要48小时，反应温度控制在50-70℃。反应后将反应产物用蒸馏水清洗，直到清洗液的pH在7左右，然后过滤，过滤后的产物在50±5℃的烘箱中干燥24小时，最后将干燥过的硫酸铅在研钵中研磨通过200目筛网，制得硫酸铅粉。
接着，取硫酸铅粉7.3kg与石墨添加剂0.3kg和PTFE添加剂0.2kg混合，搅拌3分钟，再加入短纤维0.006kg搅拌5分钟，将密度为1.05g/cm3硫酸1.2kg与去离子水0.994kg混合后加到干粉中，搅拌15分钟后制成正极活性材料。
用上述活性材料制作正极极板，进而制成12V10Ah阀控式密封铅酸蓄电池以检验硫酸铅作为正极活性材料对电池性能的影响。
1、电池的5小时率与2小时率重量比能量分别达到了37.19Wh/Kg和35.47Wh/Kg，55％DOD循环达到了450次。
2、采用硫酸铅的铅膏视比重为3.15g/cm3，普通铅膏的视比重为4.20g/cm3，新型铅膏的较低视比重使得在板栅体积一定的情况下减少涂膏量，即减少极板的重量，同时可以增加极板的孔隙率。
3、采用铅粉涂膏的正极板的孔隙率为52.3％，采用PbSO4涂膏的正极板的孔率为58.5％，PbSO4的孔率比铅粉的提高了11.9％。由于硫酸铅极板的高孔率性，硫酸可以扩散到极板的深处，增加了反应的深度，因此具有较高的活性物质利用率。
4、采用硫酸铅涂膏的正极板在化成后二氧化铅的含量为92.3％，符合槽化成的正极板中二氧化铅含量的要求(行业标准为85％)，这说明采用硫酸铅作为正极活性物质是完全可行的，且转化效率较高。
5、从化成后极板的XRD谱图可以看出，化成后极板中主要物相为正方晶型的β-PbO2，晶胞参数为a＝4.955nm，c＝3.386nm。由于极板中的β-PbO2含量较高，因此活性物质的利用率较高。
Claims (8)
1、一种铅酸蓄电池正极活性材料配方，其特征是配方所含各成分及其在总量中的重量百分比为：硫酸铅 68～75％ 硫酸 10～15％ 去离子水 6～12％短纤维 0.04～0.08％ 无机导电添加剂 2～4％ 有机添加剂 1～2.5％
2、按权利要求1所述的铅酸蓄电池正极活性材料配方，其特征是硫酸为密度为1.0～1.4g/cm3。
3、按权利要求1所述的铅酸蓄电池正极活性材料配方，其特征是无机导电添加剂为石墨，有机添加剂为PTFE。
4、按权利要求1所述的铅酸蓄电池正极活性材料配方，其特征是短纤维材料为腈纶。
5、一种按权利要求1所述材料的制作方法，其特征是包括用硫酸和铅粉进行反应制备硫酸铅粉的方法以及将硫酸铅粉与其它成分相混合，进行合膏制得铅膏的方法。
6、按权利要求5所述的制作方法，其特征是制备硫酸铅粉的方法是将过量的密度为1.2～1.4g/cm3的硫酸加到氧化度为80～90％的铅粉中，持续搅拌，直至反应物完全成灰白色，再用蒸馏水清洗，直至清洗液的PH值在6～8时，过滤去水，将过滤后的产物进行干燥研磨得到硫酸铅粉。
7、按权利要求6所述的制作方法，其特征是反应温度控制在50～70℃，研磨后的硫酸铅粉粒度小于200目。
8、按权利要求5所述的制作方法，其特征是合膏的方法是按前述百分比，先将硫酸铅粉与无机及有机添加剂相混合，搅拌2～4分钟，接着加入短纤维，搅拌4～6分钟，再将硫酸与去离子水混合后加入其中，搅拌12～18分钟，得到铅膏。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNB021128952A CN100373666C (zh) | 2002-04-18 | 2002-04-18 | 铅酸蓄电池正极活性材料及制作方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNB021128952A CN100373666C (zh) | 2002-04-18 | 2002-04-18 | 铅酸蓄电池正极活性材料及制作方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN1404172A true CN1404172A (zh) | 2003-03-19 |
| CN100373666C CN100373666C (zh) | 2008-03-05 |
Family
ID=4742329
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CNB021128952A Expired - Fee Related CN100373666C (zh) | 2002-04-18 | 2002-04-18 | 铅酸蓄电池正极活性材料及制作方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN100373666C (zh) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1331256C (zh) * | 2005-03-11 | 2007-08-08 | 风帆股份有限公司 | 耐高温蓄电池正极铅膏及制备方法 |
| CN100341175C (zh) * | 2005-10-14 | 2007-10-03 | 周明明 | 一种铅酸蓄电池胶体极板 |
| CN102723493A (zh) * | 2012-06-29 | 2012-10-10 | 无锡华燕新电源有限公司 | 一种制备电动助力车用蓄电池胶体蓄电池的方法 |
| CN103633331A (zh) * | 2013-11-28 | 2014-03-12 | 江苏科能电源有限公司 | 一种铅酸动力电池用正极活性物质及其制备方法 |
| CN105206800A (zh) * | 2015-08-20 | 2015-12-30 | 东南大学 | 一种以硫酸铅作为活性物质的铅酸电池正极及利用该正极制备铅酸电池的方法 |
| CN108933233A (zh) * | 2017-05-22 | 2018-12-04 | 湖北润阳新能源有限公司 | 一种铅酸蓄电池正极铅膏及采用该铅膏制备极板的方法 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102074696B (zh) * | 2010-12-29 | 2013-10-16 | 风帆股份有限公司 | 一种铅酸蓄电池正极铅膏真空制备方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11273666A (ja) * | 1998-03-25 | 1999-10-08 | Shin Kobe Electric Mach Co Ltd | 鉛蓄電池用正極板及びその製造方法 |
| JP2002100347A (ja) * | 2000-09-25 | 2002-04-05 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 鉛蓄電池 |
-
2002
- 2002-04-18 CN CNB021128952A patent/CN100373666C/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1331256C (zh) * | 2005-03-11 | 2007-08-08 | 风帆股份有限公司 | 耐高温蓄电池正极铅膏及制备方法 |
| CN100341175C (zh) * | 2005-10-14 | 2007-10-03 | 周明明 | 一种铅酸蓄电池胶体极板 |
| CN102723493A (zh) * | 2012-06-29 | 2012-10-10 | 无锡华燕新电源有限公司 | 一种制备电动助力车用蓄电池胶体蓄电池的方法 |
| CN103633331A (zh) * | 2013-11-28 | 2014-03-12 | 江苏科能电源有限公司 | 一种铅酸动力电池用正极活性物质及其制备方法 |
| CN105206800A (zh) * | 2015-08-20 | 2015-12-30 | 东南大学 | 一种以硫酸铅作为活性物质的铅酸电池正极及利用该正极制备铅酸电池的方法 |
| CN105206800B (zh) * | 2015-08-20 | 2018-08-21 | 东南大学 | 一种以硫酸铅作为活性物质的铅酸电池正极及利用该正极制备铅酸电池的方法 |
| CN108933233A (zh) * | 2017-05-22 | 2018-12-04 | 湖北润阳新能源有限公司 | 一种铅酸蓄电池正极铅膏及采用该铅膏制备极板的方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN100373666C (zh) | 2008-03-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN112209409B (zh) | 一种快速制备钠离子电池正极材料普鲁士白的方法 | |
| CN103762358B (zh) | 一种铅酸蓄电池用正极铅膏及其制备方法 | |
| CN102646832B (zh) | 用于制造铅酸蓄电池正极板的铅膏组合物、铅酸蓄电池正极板和铅酸蓄电池 | |
| CN103000882B (zh) | 一种铅碳电池负极铅膏及其制备方法 | |
| CN101787169B (zh) | PVDF/Li1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3固态双相电解质薄膜材料及制备方法 | |
| CN104900876A (zh) | 一种铅酸蓄电池用新型石墨烯负极活性物质及其制备方法 | |
| CN105375068B (zh) | 一种铅酸蓄电池胶体电解液及配制方法 | |
| CN104835965A (zh) | 一种摩托车用铅碳电池及其制备方法 | |
| CN105355985B (zh) | 纳米氧化硅分散液及其制备方法以及饼料的制备方法 | |
| CN105406143A (zh) | 以废铅蓄电池中的含铅化合物为原料制备铅蓄电池电极板的方法 | |
| CN107845777B (zh) | 铅碳电池复合负极的制备方法及其复合负极和应用 | |
| CN106058175A (zh) | 一种高功率长寿命动力型铅酸蓄电池及其制备方法 | |
| CN103199243A (zh) | 一种铅酸蓄电池正极铅膏 | |
| CN109704415A (zh) | 一种富锂锰基前驱体、及其制备方法和富锂锰基正极材料 | |
| CN107887591A (zh) | 提高铅酸蓄电池正极板栅与铅膏结合力的铅膏和膏及其制备方法 | |
| CN100373666C (zh) | 铅酸蓄电池正极活性材料及制作方法 | |
| CN1770514A (zh) | 掺杂和表面包覆的镍钴酸锂及其制备方法 | |
| CN104393251A (zh) | 一种稀土修饰铅蓄电池正极板的方法 | |
| CN104638228B (zh) | 同轴碳包覆束状磷酸钒钾纳米线及其制备方法和应用 | |
| CN104218224B (zh) | 一种铅酸动力电池正极铅膏的制备方法 | |
| CN109742348B (zh) | 一种调节铅炭电池容量寿命的正极铅膏及其制备方法 | |
| CN107317019B (zh) | 一种钠离子电池负极用碳酸亚铁/石墨烯复合材料及其制备方法与应用 | |
| KR101775335B1 (ko) | 납축전지 양극판 제조방법 | |
| CN1562771A (zh) | 球形锰酸锂及制备方法 | |
| CN1286197C (zh) | 阀控式密封铅酸蓄电池用正极和负极活性物质 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C19 | Lapse of patent right due to non-payment of the annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |