[发明专利]铅酸蓄电池用高纯度铅酸钡导电材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于化学电源材料领域，具体涉及一种可用于铅酸蓄电池极板的铅酸钡导电材料的生产技术。

背景技术

铅酸蓄电池正极板的性能是电池整体性能的主要决定因素。在正板铅膏中添加适量的导电添加剂，可以降低电池的内阻，增加电池的初期容量，并使电池具有较好的充电接受能力。目前常用的导电添加剂为石墨、乙炔黑等碳素材料，存在稳定性差、损失率高的缺点。铅酸钡具有导电性好、稳定性高的特点，作为正极铅膏中的导电添加剂使用具有重要的应用价值，但在应用过程中对材料纯度要求较高。因此如何制备高纯度铅酸钡是这种材料广泛应用的技术瓶颈，只有解决这个问题才能使铅酸钡材料在蓄电池中得到广泛应用，不断提升蓄电池产品性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高纯度铅酸钡导电材料的制备方法，不断推进铅酸蓄电池产品的发展进步。

本发明包括以下步骤：

a. 盐化反应：将纯度在化学纯以上的一氧化铅和氧化钡以摩尔比为1.08～1.02:1的比例与醋酸溶液混合，搅拌至澄清透明，形成盐化反应液；

b. 共沉淀反应：将草酸溶液加入盐化反应液中，反应得到草酸铅和草酸钡的共沉淀物；

c. 分离：去除上清，取共沉淀物；

d．烧结：取共沉淀物于800～850℃环境下烧结，待烧结产物冷却至室温后，粉碎得到铅酸钡导电材料。

本发明以纯度在化学纯以上的一氧化铅和氧化钡为主要原料，首先经过醋酸盐化处理得到可溶性的醋酸铅和醋酸钡；其次通过添加草酸使可溶性的铅盐和钡盐在溶液中发生共沉淀，得到高纯度的草酸铅、草酸钡共沉淀物；然后将共沉淀物分离并通过高温烧结生成高纯铅酸钡；最后经过粉碎即得到高纯铅酸钡的黑色粉末状产品。使用纯度较高的一氧化铅和氧化钡为主要原料可使产物纯度提高，减少杂质含量；通过化学共沉淀的方法制备中间产物，可使铅元素及钡元素在分子级别进行混合，有利于烧结过程中产物的转化，保障了产物的高纯度。将高纯铅酸钡作为导电添加剂应用在正板铅膏中，可以降低电池的内阻，增加电池的初期容量，并使电池具有较好的充电接受能力，提高蓄电池产品的整体性能。

另，步骤a中，所用醋酸与一氧化铅的投料摩尔比为4.2～4.5:1，且醋酸溶液的使用浓度为12～20 wt %。按照醋酸与一氧化铅的投料摩尔比4.2～4.5:1进行反应，有利于反应物中的一氧化铅和氧化钡完全转化为可溶性的醋酸铅和醋酸钡共混物；醋酸溶液的使用浓度为12～20 wt %，可以保证反应物迅速反应，提高反应效率。

步骤b中，所用草酸与一氧化铅的投料摩尔比为2.5～2.8:1，且草酸溶液浓度为10～15 wt %。按照草酸与一氧化铅的投料摩尔比2.5～2.8:1进行反应，有利于可溶性的醋酸铅和醋酸钡共混物完全转化为草酸铅和草酸钡共沉淀物；草酸溶液的使用浓度为10～15 wt %，可以保证草酸与醋酸铅和醋酸钡迅速发生共沉淀反应，提高反应效率。

步骤d中，烧结时间为6～8小时。烧结时间过短，不利于产物铅酸钡的生成，降低了生产效率；烧结时间过长，又会造成浪费，增加了生产成本。在800～850℃环境下选择烧结时间6～8小时，既可以保证反应完全进行，又不会增加生产成本，是较适宜的反应条件。

具体实施方式

一、例1：

1、准确称取纯度在化学纯以上的一氧化铅234.2g(1.05mol)和纯度在化学纯以上的氧化钡153.3g(1.00mol)混合均匀。

2、配制1720g浓度为15wt%的醋酸溶液(醋酸4.3mol)及1950g浓度为12 wt%的草酸溶液(草酸2.6mol)。

首先，将配比好的一氧化铅和铅酸钡加入醋酸溶液中，搅拌至澄清透明，完成盐化反应，生产醋酸铅和醋酸钡；其次，将草酸溶液缓慢加入到盐化反应液中，并不停搅拌，发生共沉淀反应，得到草酸铅和草酸钡的共沉淀物；最后，经分离，取共沉淀物于800℃下烧结8h，待烧结产物冷却至室温后，粉碎得到纯度为98%的黑色铅酸钡粉末状产品，即铅酸蓄电池用高纯度铅酸钡导电材料。

二、例2：

1、准确称取纯度在化学纯以上的一氧化铅227.5g(1.02mol)和纯度在化学纯以上的氧化钡153.3g(1.00mol)混合均匀。

2、配制1467g浓度为18wt%的醋酸溶液(醋酸4.4mol)及1680g浓度为15 wt%的草酸溶液(草酸2.8mol)。

首先，将配比好的一氧化铅和铅酸钡加入醋酸溶液中，搅拌至澄清透明，完成盐化反应，生产醋酸铅和醋酸钡；其次，将草酸溶液缓慢加入到盐化反应液中，并不停搅拌，发生共沉淀反应，得到草酸铅和草酸钡的共沉淀物；最后，将共沉淀物分离后，于850^oC下烧结6h，待烧结产物冷却至室温后，粉碎得到纯度为99%的黑色铅酸钡粉末状产品，即铅酸蓄电池用高纯度铅酸钡导电材料。