TWI550940B - 鉛炭電池的負極鉛膏、負極板及鉛炭電池 - Google Patents

鉛炭電池的負極鉛膏、負極板及鉛炭電池 Download PDF

Info

Publication number
TWI550940B
TWI550940B TW104126226A TW104126226A TWI550940B TW I550940 B TWI550940 B TW I550940B TW 104126226 A TW104126226 A TW 104126226A TW 104126226 A TW104126226 A TW 104126226A TW I550940 B TWI550940 B TW I550940B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
lead
negative electrode
carbon battery
paste
battery
Prior art date
Application number
TW104126226A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201707259A (zh
Inventor
陳建郎
Original Assignee
廣隆光電科技股份有限公司
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 廣隆光電科技股份有限公司 filed Critical 廣隆光電科技股份有限公司
Priority to TW104126226A priority Critical patent/TWI550940B/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI550940B publication Critical patent/TWI550940B/zh
Publication of TW201707259A publication Critical patent/TW201707259A/zh

Links

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)

Description

鉛炭電池的負極鉛膏、負極板及鉛炭電池
本發明係關於鉛酸電池領域，特別是指鉛炭電池的負極鉛膏、負極板及鉛炭電池。
能源危機日益加劇和汽機車保有量與日俱增，使傳統內燃機汽機車面臨嚴峻挑戰，因此，目前汽機車製造商已分別實施了不同程度的油電混合動力系統。然而，為了減少傳統內燃機汽機車燃料消耗和尾氣排放的產生，需要的不僅是先進的發動機管理系統，創新的蓄電池技術更是關鍵。目前，汽機車製造商使用混合動力來強化他們所生產汽車的環保及各項性能；混合動力技術分為以下幾種：微混合動力(自動啟停)，中混合動力和全混合動力。
其中，啟停技術尤為重要。前述啟停汽機車需要使用具備先進功能的引擎啟動系統，由於鉛酸蓄電池技術工藝已經十分成熟，且具有容量大、安全性好、成本低、可回收等特點，因此，目前以引擎為動力的啟動系統中，鉛酸電池是主要配置使用的電池種類。以汽車為例說明，當車輛處於怠速時，汽機車會自動關閉引擎，當駕駛者鬆開刹車時，引擎會重新啟動。當引擎停止工作時，鉛蓄電池將替代引擎供電力予以車輛的電子設備，如相關娛樂設施、 燈源…等。這類電池還需提供引擎重新啟動。具啟停功能的汽機車因為頻繁啟停操作消耗的燃料更少，因此啟停汽車相較傳統汽車可節省燃油消耗超過5%。
進一步地，相比於混合動力車和純電動車，啟停汽機車的駕駛方式幾乎不改變，因此駕駛者的適應速度更快。再者，增加汽機車的啟停功能只需對傳統汽機車電裝系統進行小幅改變，使得啟停汽機車成為一個較低成本的解決方案，以更好地滿足節省燃油和碳減排的目標。
然而，一般鉛酸電池的重量能量密度較低及需長時間充電，致使循環壽命不足支持啟停系統應用，導致一般鉛蓄電池應用啟停系統使用壽命縮短，致使啟停系統的市場普及率受限。現有市場銷售一般鉛蓄電池的使用壽命約1~2年不等，特別是計程車、城市公共客車及貨車等車種在頻繁啟停後，電池使用壽命更不足一年。因此，啟停功能雖有助於環保卻對鉛蓄電池的性能有更高的要求，而有待進一步克服。
本發明目的在於提供一種鉛炭電池負極鉛膏，透過將含有石墨烯與碳黑的負極鉛膏塗佈於負極板並應用於鉛炭電池中，利用低電阻高導電性的石墨烯與碳黑相互搭配，經與鉛粉等添加劑混合後，使極板形成一個具有優良導電性的電網絡，顯著地提高通電接收能力，達到改善習知鉛酸電池需長時間充電的缺點，提升電池循環壽命等技術功效。
緣是，為達上述目的，本發明提供一種鉛炭電池負極鉛膏，其中，該負極鉛膏包括75至85wt%的鉛粉、8至10wt%的水、8至12wt%的稀硫酸、0.1至 0.5wt%的木素磺酸鈉、0.05至0.3wt%的短纖維、0.1至2wt%的硫酸鋇、0.2至0.6wt%的碳黑以及0.05至0.3wt%的石墨烯。
較佳的，該負極板所添加的石墨烯具有比表面積為20m2/g，且導電度>700S/cm。
為達上述目的應用目的，本發明提供一種鉛炭電池負極板，其係以前述組成配比之負極鉛膏經塗佈於一鉛板柵後乾燥製成。
此外，本發明提供一種鉛炭電池，其包括前述鉛炭電池負極板。進一步地，具有前述本發明負極板之鉛炭電池，由於電池充電接收力提升使鉛蓄電池的循環壽命顯著提升，而能夠應用作為啟停汽機車之啟停電池，除了使用壽命長亦具有使汽機車的啟停操作穩定性佳之技術功效。
有關於本發明為達成上述目的，所採用之技術、手段及其他功效，茲舉較佳可行實施例並配合圖式詳細說明如后。
圖1係具有本發明負極板之鉛炭電池與一般鉛酸電池用於機車之性能比較數據圖。
圖2係具有本發明負極板之鉛炭電池與一般電池之基本性能比較數據圖。
圖3係具有本發明負極板之鉛炭電池所測得之放電率(2C-cycle)的測試結果曲線圖。
圖4係具有本發明負極板之鉛炭電池作為啟停電池所測得之放電率的測試結果曲線圖。
請配合參閱圖1至圖4所示，說明本發明鉛炭電池的負極鉛膏、負極板的具體實施方式。
本發明鉛炭電池負極鉛膏包括鉛粉、硫酸、水、木素磺酸鈉、短纖維、硫酸鋇、碳黑及石墨烯，該負極鉛膏經塗佈於一鉛板柵後熟成乾燥製成一負極板，供應組成鉛炭電池。於本實施例中，該負極鉛膏的組成配比為以鉛膏總重量為基準之75至85wt%的鉛粉、8至10wt%的水、8至12wt%的稀硫酸、0.1至0.5wt%的木素磺酸鈉、0.05至0.3wt%的短纖維、0.1至2wt%的硫酸鋇、0.2至0.6wt%的碳黑以及0.05至0.3wt%的石墨烯；前述各成分的重量百分比含誤差±3wt%。
於本實施例中，該鉛粉具有1.3~1.5g/cm3的密度以及72~78%的氧化度，且氧化度較佳為75%。該硫酸是在20℃下密度為1.4g/cm3的硫酸。該碳黑與該石墨烯之間具有較佳重量比為4：1~2：1，該硫酸鋇與該木素磺酸鈉之間具有較佳重量比為4：1~3：1。該短纖維較佳為長度2~5mm的聚酯纖維，用以增日鉛膏的結合性。且前述配比製成之鉛膏的鉛膏外比為4.0~4.8g/cm3。
本發明提供之一種鉛炭電池包括一正極板、一負極板及電解液；其中，該正、負極板皆為格子狀板柵，該正、負極板各塗佈含有活性物質之鉛膏，該負極板所塗佈之鉛膏為前述組成及配比之負極鉛膏，該正極板所塗佈之鉛膏為本案領域技術人員所共知，本發明中不再贅述。本發明負極鉛膏係經塗佈於一鉛板柵後熟成乾燥製成一負極板，其中，該鉛板柵經塗佈該負極鉛膏後置於一熟成室，經適度調控熟成室內的環境條件後熟成固化。於本實施例中， 該熟成室的較佳環境條件包括50~60℃的溫度、95%以上的濕度並經40~48小時熟成後製成該負極板。
藉此，本發明利用低電組、高導電性的石墨烯與碳黑同時作為鉛膏的組成成分，經與鉛粉等添加劑混合後，令負極板形成一個具有優良導電性的電網絡，從而顯著地提高充電接收能力，改善鉛酸電池或鉛炭電池長時間充電的缺點，也可有效提升電池循環壽命，並可進一步地應用於汽機車的啟停電池中。
以下說明本發明鉛炭電池負極板應用於鉛炭電池性能、放電率測試(圖1至圖3)，及應用於啟停電池的循環壽命測試(圖4)。
如圖1所示，顯示具有本發明負極板之鉛炭電池與一般鉛酸電池用於機車之性能比較。由圖可知，本發明鉛炭電池在大電流放特性及冷啟動能力之電池性能表現，本發明鉛炭電池皆優於一般鉛酸電池；其中，本發明鉛炭電池在大電流放電特性的表現優於一般電池約7%，而冷啟動能力的表現更超過30%以上。
如圖2所示，顯示具有本發明負極板之鉛炭電池與一般電池之基本性能比較。由圖可知，在大電流放電(3CA)與5小時率、10小時率及20小時率之電池容量(AH)表現，本發明鉛炭電池皆優於一般電池；其中，本發明鉛炭電池在3CA的電池容量優於一般鉛蓄電池約16%，在5小時率的電池容量超過約9%，在10小時率的電池容量則超過約5%，並在20小時率中則超過約7%，顯示本發明鉛炭電池的電池容量較一般電池為佳。
如圖3所示，顯示具有本發明負極板之鉛炭電池所測得之循環壽命(2C-cycle)的測試結果。其係於環境溫度為40±5℃下進行，測試條件包括：A、 取飽電電池進行測試；B、放電2C，FV=1.65V/CELL；C、限電壓充電14.1V，Imax0.25C，進行充電5Hr；D、重覆步驟B、C；E、當容量<50%時，測試結束。由圖可知，該鉛炭電池的壽命提升至少約35%。
如圖4所示，顯示具有本發明負極板之鉛炭電池作為啟停電池所測得之放電率的測試結果。其係於環境溫度為25±2℃下進行，測試條件包括：A、取飽電電池進行測試；B、放電5.3A，持續32秒後，再用35A放電1秒；C、充電CV=14V，Imax9.7A，時間87秒；D、重覆步驟B、C；E、當FV<7v時，測試結束。由圖可知，本發明鉛炭電池的電壽命提升至少約40%，且本發明鉛炭電池的循環放電次數趨近於12萬次。
綜上所述，本發明透過上述鉛炭電池負極板及其用途，確實可達到上述諸項功效，誠已符合專利申請要件，爰依法提出專利申請，祈請惠予審 查並早日賜准專利，實感德便。

Claims (9)

  1. 一種鉛炭電池的負極鉛膏，其特徵在於：該鉛膏包括75至85wt%的鉛粉、8至10wt%的水、8至12wt%的稀硫酸、0.1至0.5wt%的木素磺酸鈉、0.05至0.3wt%的短纖維、0.1至2wt%的硫酸鋇、0.2至0.6wt%的碳黑以及0.05至0.3wt%的石墨烯，該碳黑與該石墨烯之間重量比為4：1~2：1。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之鉛炭電池的負極鉛膏，其中，該石墨烯係比表面積為20m2/g，且導電度>700S/cm。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之鉛炭電池的負極鉛膏，其中，該鉛粉具有1.3~1.5g/cm3的密度以及72~78%的氧化度。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之鉛炭電池的負極鉛膏，其中，該硫酸密度為1.4g/cm3的硫酸。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之鉛炭電池的負極鉛膏，其中，該硫酸鋇與該木素磺酸鈉之間重量比為4：1~3：1。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之鉛炭電池的負極鉛膏，其中，該短纖維為長度2~5mm的聚酯纖維。
  7. 一種鉛炭電池負極板，其特徵在於：該鉛炭電池負極板係以如申請專利範圍第1至6項任一項之負極鉛膏經塗佈於一鉛板柵後乾燥製成。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之鉛炭電池負極板，其中，該鉛板柵經塗佈該負極鉛膏後置於一熟成室，以在50~60℃的溫度、95%以上的濕度之環境條件下，經40~48小時熟成固化並乾燥製成該負極板。
  9. 一種鉛炭電池，其特徵在於：包括如申請專利範圍第7或8項所述之鉛炭電池負極板。
TW104126226A 2015-08-12 2015-08-12 鉛炭電池的負極鉛膏、負極板及鉛炭電池 TWI550940B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW104126226A TWI550940B (zh) 2015-08-12 2015-08-12 鉛炭電池的負極鉛膏、負極板及鉛炭電池

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW104126226A TWI550940B (zh) 2015-08-12 2015-08-12 鉛炭電池的負極鉛膏、負極板及鉛炭電池

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TWI550940B true TWI550940B (zh) 2016-09-21
TW201707259A TW201707259A (zh) 2017-02-16

Family

ID=57445174

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW104126226A TWI550940B (zh) 2015-08-12 2015-08-12 鉛炭電池的負極鉛膏、負極板及鉛炭電池

Country Status (1)

Country Link
TW (1) TWI550940B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI616016B (zh) * 2017-06-30 2018-02-21 廣隆光電科技股份有限公司 具玻璃態石墨碳極板之複合鉛碳蓄電池
TWI703762B (zh) * 2019-09-18 2020-09-01 廣隆光電科技股份有限公司 鉛酸電池的負極鉛膏組成物、負極板及鉛酸電池

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1652382A (zh) * 2005-03-11 2005-08-10 北京天睿力迈科技有限公司 潜艇用高能量密封免维护铅酸蓄电池
CN102339991A (zh) * 2011-10-18 2012-02-01 山东大学 一种铅碳电池负极板及其制备方法
CN102709526A (zh) * 2012-06-18 2012-10-03 奇瑞汽车股份有限公司 铅炭电池的负极铅膏及其制备方法、负极极板、铅炭电池
CN102760868A (zh) * 2012-07-25 2012-10-31 哈尔滨工业大学 包含真空膨化石墨烯的超级电池极板、其制备方法以及由其组装的铅酸超级电池
CN102881866A (zh) * 2012-09-29 2013-01-16 浙江南都电源动力股份有限公司 一种含有铅石墨烯复合材料的铅炭电池负极板
CN102931398A (zh) * 2012-10-18 2013-02-13 双登集团股份有限公司 纯铅电池用负极铅膏及制备方法
CN103450537A (zh) * 2013-07-25 2013-12-18 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 超高分子量聚乙烯/石墨烯抗静电复合材料的制备方法
CN103811751A (zh) * 2012-11-13 2014-05-21 海洋王照明科技股份有限公司 铅碳电池正极铅膏及其制备方法、铅碳电池正极板与铅碳电池
CN104124441A (zh) * 2013-04-25 2014-10-29 袁明宜 一种电池的负极板及包含其的电池
CN104124474A (zh) * 2013-04-25 2014-10-29 江苏航虹电源有限公司 一种含高碳负极板的铅碳电池

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1652382A (zh) * 2005-03-11 2005-08-10 北京天睿力迈科技有限公司 潜艇用高能量密封免维护铅酸蓄电池
CN102339991A (zh) * 2011-10-18 2012-02-01 山东大学 一种铅碳电池负极板及其制备方法
CN102709526A (zh) * 2012-06-18 2012-10-03 奇瑞汽车股份有限公司 铅炭电池的负极铅膏及其制备方法、负极极板、铅炭电池
CN102760868A (zh) * 2012-07-25 2012-10-31 哈尔滨工业大学 包含真空膨化石墨烯的超级电池极板、其制备方法以及由其组装的铅酸超级电池
CN102881866A (zh) * 2012-09-29 2013-01-16 浙江南都电源动力股份有限公司 一种含有铅石墨烯复合材料的铅炭电池负极板
CN102931398A (zh) * 2012-10-18 2013-02-13 双登集团股份有限公司 纯铅电池用负极铅膏及制备方法
CN103811751A (zh) * 2012-11-13 2014-05-21 海洋王照明科技股份有限公司 铅碳电池正极铅膏及其制备方法、铅碳电池正极板与铅碳电池
CN104124441A (zh) * 2013-04-25 2014-10-29 袁明宜 一种电池的负极板及包含其的电池
CN104124474A (zh) * 2013-04-25 2014-10-29 江苏航虹电源有限公司 一种含高碳负极板的铅碳电池
CN103450537A (zh) * 2013-07-25 2013-12-18 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 超高分子量聚乙烯/石墨烯抗静电复合材料的制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
TW201707259A (zh) 2017-02-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106711451A (zh) 铅炭电池的负极铅膏、负极板及铅炭电池
CN109713366B (zh) 一种用于高功率启停电池的电解液及动力锂电池
MX2011002289A (es) Expansores mejorados para baterias de plomo-acido.
CN110600696A (zh) 一种快充式长循环、低温放电容量高的圆柱型锂离子电池
CN112582674B (zh) 一种12v启停锂离子电池电解液
CN109904448B (zh) 一种超能烯高分子铅蓄电池生极板铅膏
CN104577216A (zh) 一种铅炭储能电池及其生产方法
CN111864202A (zh) 一种宽温带12v启停电池化学体系
TWI550940B (zh) 鉛炭電池的負極鉛膏、負極板及鉛炭電池
CN102130337A (zh) 高温循环型铅酸蓄电池负极活性物质
JP4053272B2 (ja) 鉛蓄電池用負極
CN103456930B (zh) 一种高性能agm电池用负极铅膏及其制备方法
JP2003036882A (ja) シール型鉛蓄電池
CN205195388U (zh) 一种用于启动汽车的电源装置
WO2019114433A1 (zh) 汽车用铅碳起停蓄电池
JP2008243493A (ja) 鉛蓄電池
CN109148971A (zh) 一种提升agm启停电池耐高温性能的方法
KR20230107638A (ko) 파워 배터리 충전 방법 및 배터리 관리 시스템
CN102709527B (zh) 超级铅酸电池负极板制备方法
CN202159736U (zh) 一种具有双性负极板的铅酸蓄电池
CN102263254A (zh) 铅酸电池复合负极的生产方法
CN102231443B (zh) 动力铅酸蓄电池用胶体电解质及其制备方法
CN104377358A (zh) 一种耐深循环铅酸蓄电池负极铅膏配方及其制备工艺
CN106784836A (zh) 一种铅酸蓄电池负极添加剂
CN109119637B (zh) 集流体涂层、极片、锂离子电池及其制备方法