[发明专利]胶体铅炭电池的负极活性物质及电解液

说明书

技术领域

本发明涉及一种胶体铅炭电池的负极活性物质及电解液，属于铅酸蓄电池制作工艺领域。 

背景技术

近年来，国内外不少厂家通过向铅酸电池的负极铅膏中加入一定量的炭材料，制作铅炭电池，利用炭材料高电容特性和良好的导电性，缓冲负板中通过的瞬间大电流，抑制负极硫酸盐化，提高活性物质的利用率、充电接受能力、高倍率放电性能、循环性能、低温性能等。 

但由于炭的添加会降低析氢过电位，增加电池失水，电池内电解液是一定的，当失水达到一定程度后会导致电池循环寿命提前终结。 

发明内容

本发明的目的在于克服现有铅炭电池工艺配方的不足，提供一种能提高电池充放电性能和循环寿命的胶体铅炭电池的负极活性物质及电解液。 

本发明的技术方案是：胶体铅炭电池的负极活性物质及电解液，负极活性物质主要成分为铅粉、粘结剂、硫酸、去离子水，电解液的主要成分为稀硫酸，其改进之处是所述负极活性物质及电解液中分别加入特定添加剂，其中负极活性物质中的特定添加剂是炭材料，加入量占负极活性物质的质量百分比为1.5%～2.5%，电解液中的特定添加剂是磷酸和胶体分散液混合物，总加入量占电解液的质量百分比为6%～9.5%；所述炭材料由乙炔黑、炭黑、石墨和活性炭组成，所述胶体分散液是二氧化硅的水溶液。 

进一步的方案是：所述负极活性物质的组分及其质量百分比为：铅粉78%～79.4%；粘结剂0.1%～0.2%；硫酸8%～9%；去离子水10%～11%；硫酸钡0.6%～0.7%；木素0.1%～0.2%；炭材料1.5%～2.5%；所述炭材料中各组分的质量百分比为：乙炔黑10%～15%；炭黑10%～15%；石墨50%～60%；活性炭15%～25%；所述电解液的组分及其质量百分比为：稀硫酸90%～93.8%；硫酸钠0.2%～0.5%；磷酸和胶体分液混合物6%～9.5%；所述磷酸和胶体分散液混合物中，二者质量百分比分别为20%～30%、70%～80%；所述胶体分散液中二氧化硅的质量百分比为12%～16%。 

使用本发明的技术方案制作胶体铅炭电池，可以克服现有铅炭电池工艺配方的不足之处，由于本发明在负极活性物质及电解液中加入特定添加剂，胶体铅炭电池内含有胶体成份，使大量的电解液被包裹在三维体系的胶体之中，可以给电池提供充足的水份，这样的铅炭电池在加入炭材料后引起的失水问题可以由胶体三维体系中保有的水份充分补偿，使胶体铅炭电池在具有铅炭电池相关优点的同时又兼有长循环寿命。 

负极活性物质经搅拌混合后涂制到负极活性物质载体上，再经高温、高湿固化制成负极板，负极板与正极板再加上隔板等原材料装配成电池，再注入电解液经化成以及后续工序形成成品的胶体铅炭电池。该电池的60%常温循环性能、高倍率部分荷电态循环性能、低温容量、高倍率放电容量可以大大提高，60%常温循环性能、高倍率部分荷电态循环性能比现有电池提高一倍左右。 

具体实施方式

按照下述方法制作负极活性物质，按铅粉78～79.4%，粘结剂0.1～0.2%、硫酸钡0.6～0.7%、木素0.1～0.2%，炭材料1.5-2.5%（炭材料由乙炔黑、炭黑、石墨、活性炭组成，比例为乙炔黑10-15%、炭黑10-15%、石墨50～60%、活性炭15～25%）的比例（质量百分比，下同）在干态下充分搅拌14～15分钟，在8～9分钟内匀速加入去离子水10～11%，边加入加搅拌，水加完后，继续搅拌10～11分钟，再加入密度为1.300～1.400ｇ/ml硫酸，加入量为8～9%，加酸时间为20～21分钟，继续搅拌8～9分钟，充分进行化学反应，在制备过程中严格控制和膏温度最高不超过70℃,出膏涂片温度控制在50～55℃，经涂片后，采用高温、高湿固化制成，温度60～65℃，湿度95%～100%，时间48小时。 

按照下述方法制作电解液，按稀硫酸（1.260g/cm³）90～93.8%、硫酸钠0.2～0.5%，特定添加剂6～9.5%（磷酸(含量85%左右)20～30%、胶体分散液70～80%）的比例充分搅拌2～5分钟，搅拌速度1000转/分钟。 

将上述方法制备的负极活性物质,制作负极板，加上正极板，再加上隔板等原材料装配成电池，再注入以上制备的电解液经化成以及后续工序形成成品的胶体铅炭电池，再与现有技术制作的电池进行性能对比试验。 

具体实施例及性能对比如下： 

1、电池制备