[发明专利]一种可提高蓄电池浅充放循环寿命的负极铅膏及制备方法

说明书

技术领域

本发明型涉及一种蓄电池材料及制备方法，特别是提高铅酸蓄电池部分荷电状态下浅充放循环寿命的负极铅膏，属蓄电池技术领域。

背景技术

为保护环境，混合动力汽车用蓄电池应运而生。混合动力用铅酸蓄电池的使用状态为部分荷电状态下的浅充放循环，对蓄电池寿命性能提出了新的要求。部分荷电状态下的浅充放电循环，活性物质尤其是负极活性物质很容易发生硫酸盐化。蓄电池在正常的放电过程中，形成小晶粒的PbSO₄，表面积很大，比较活泼，很容易在充电过程转变为铅。但这种微细的多晶体体系有降低表面自由能的倾向，尤其是蓄电池长期处于充电不足的情况下，一方面部分PbSO₄不能及时转化为铅，另一方面，在放电时不断有PbSO₄沉积下来，使PbSO₄颗粒长大，逐渐成为不能正常转化的粗大粒子的硫酸铅晶体，出现硫酸盐化。硫酸盐化消耗了一部分硫酸，减少了活性物质的量，同时粗大的硫酸铅晶体还堵塞了许多通道，影响硫酸电解液进入活性物质内部，遮挡了部分反应面积，使电池内阻显著增大，容量急剧下降，导致电池失效。基于该种寿命循环模式很容易造成负极硫酸盐化，以及电池要承受制动能量回收大电流的瞬间充电等要求，因此对该型蓄电池的充电接受能力要求相当高。

炭黑和乙炔炭黑作为提高充电接受能力的负极活性物质添加剂，可以改善活性物质的导电性，提高活性物质的空隙率，并能调节表面活性物质或有机膨胀剂的分布，有利于放电产物PbSO₄的溶解和Pb²⁺的还原结晶，改善电极的充电接受能力。但经过试验表明，在正常负极铅膏配方加入普通炭黑0.2％左右的基础上，将碳黑的添加量提高到1％，延缓负极活性物质硫酸盐化的效果仍然不足，可见单纯提高普通炭黑含量无法满足进一步提高充电接受能力的要求。选用乙炔炭黑时电池在循环10000多次后失效，失效模式是负极板硫酸盐化，由充电接受能力差、长期充电不足引起。综上所述，采用现有技术的负极铅膏，以普通炭黑和乙炔炭黑作为提高充电接受能力的添加剂，不能够满足提高蓄电池浅充放循环寿命的要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服上述已有技术之缺陷，提供一种可提高蓄电池浅充放 循环寿命的负极铅膏，从而使用于混合动力汽车蓄电池在部分荷电状态下浅循环使用中具有良好的循环寿命。

本发明所称问题是由以下述技术方案解决的：

一种可提高蓄电池浅充放循环寿命的负极铅膏，所述铅膏原料为下述重量单位的物质：铅粉100、聚酯纤维0.05～0.1、硫酸钡0.5～1.0、木素磺酸钠0.05～0.5，腐植酸0～1.0，超导电炭黑0.05～1.0，所述超导电炭黑为纳米级炭黑，所述硫酸钡为过45μm筛孔、筛余物≤0.10％的粉状料。

上述可提高蓄电池浅充放循环寿命的负极铅膏，所述铅粉中氧化铅含量为65～85％。

上述可提高蓄电池浅充放循环寿命的负极铅膏制备方法，它按如下工序进行：

a.配料：按上述铅膏固体原料配比称取各原料；

b.干混：将上述铅膏固体原料放入和膏机内干混；

c.湿混：称取原料重量10～12％的纯净水加入到和膏机内，搅拌均匀；

d.淋酸：边搅拌边以喷淋状加入原料重量4～8％、密度为的1.400g/cm³的硫酸溶液，和膏温度低于65℃以下，出膏温度低于45℃。

本发明针对普通负极活性物质添加剂无法满足混合动力用铅酸蓄电池部分荷电状态下浅充放循环寿命要求的问题，经反复摸索试验，设计出一种适合混合动力用铅酸蓄电池负极铅膏及制备方法。所述铅膏筛选纳米级超导电炭黑作为负极活性物质添加剂，解决负极活性物质在部分荷电状态下浅充放电循环条件下的硫酸盐化问题，改善负极活性物质的电导和孔率，提高活性物质的充电接受能力。对比试验表明，以本发明负极铅膏制作的铅酸蓄电池的有效循环次数，比普通负极铅膏制作的铅酸蓄电池高出数倍，明显延长了蓄电池的循环寿命，达到混合动力用铅酸蓄电池的使用要求。

具体实施方式