[发明专利]一种耐深循环铅酸蓄电池正极铅膏配方及其制备工艺

说明书

技术领域

本发明属于铅酸蓄电池技术领域，涉及铅酸蓄电池正极铅膏，特别是一种提高电池循环使用寿命的耐深循环铅酸蓄电池正极铅膏配方及其制备工艺。

背景技术

从目前公认的铅酸蓄电池反应机理可知，铅酸蓄电池正极在充电过程中硫酸铅转化为二氧化铅，在放电过程中，二氧化铅转化为硫酸铅。在充放电过程中，多孔电极的结构发生变化，原因在于正极活性物质二氧化铅、放电后产物硫酸铅的密度和摩尔体积发生变化，正极活性物质在充放电过程中体积的收缩与膨胀，导致活性物质之间的结合力变差，活性物质网络结构变得疏松，脱落。正极铅膏软化变态是其主要的寿命衰减模式。正极铅膏软化其实质是铅膏结晶体的变化，导致铅膏极度软化失效。

中国专利公开号CN1404173A，公开日2003年3月19日，名称为铅酸蓄电池正极铅膏配方，该申请案公开了一盅铅酸蓄电池正极铅膏配方，除含有铅粉、硫酸、水外，在配方中添加了二氧化铅及干质短纤维，各成分重量百分比为：铅粉60-80％、二氧化铅5-20％、干质短纤维0.1-0.15％、水10-15％、硫酸4-10％。其不足之处在于，正极铅膏易变质，导致铅膏极度软化失效。

发明内容

本发明的目的在于为了解决现有铅酸蓄电池正极铅膏易变质，导致铅膏极度软化失效的缺陷而提供一种提高电池循环使用寿命的耐深循环铅酸蓄电池正极铅膏配方。

本发明的另一个目的是为了提供一种耐深循环铅酸蓄电池正极铅膏的制备工艺。

为了实现上述目地，本发明采用以下技术方案：

一种耐深循环铅酸蓄电池正极铅膏配方，各组份的重量百分比为：铅粉70-90％、硫酸3-15％、水3.9-10％、短纤维0.05-2％、胶体石墨0.1-0.4％、四碱式硫酸铅0.1-0.5％、二氧化硅乳液0.1-1.5％、聚四氟乙烯乳液0.1-5％，四碱式硫酸铅的颗粒粒径为10-120nm。在本技术方案中，通过添加聚四氟乙烯乳液保证充放电过程中活性物质的结构，减少活性物质因充放电过程中体积膨胀收缩造成的软化、脱落；通过在铅膏中添加二氧化硅乳液，使得二氧化硅在铅膏表面形成网状结构，从而保护铅膏晶体，减少活性物质因充放电过程中体积膨胀收缩造成的软化、脱落；通过在铅膏中加入4BS(四碱式硫酸铅)，10-120nm的4BS在铅膏中起晶种作用，同时采用高温合膏的工艺，促使铅膏中生存大量的4BS晶体，大大提高了3BS向4BS转化的速率，形成的4BS晶体尺寸较小，分布均匀，这样就提高了极板的一致性和电池组性能的均一性，同时也提高铅酸蓄电池的循环使用寿命；

短纤维可以使铅膏的合膏时间大大缩短，原来一般需要合膏4-6小时才能基本均匀，现在只需要2-3小时即可，而且均匀分散的效果更佳，但是当短纤维超过2％时，有一些短纤维开始扎堆，难以分散均匀，使得活性物质粘结时受到影响，给出的电池容量反而下降。

作为优选，所述的聚四氟乙烯乳液的质量百分比浓度为15％-85％，聚四氟乙烯固体颗粒粒径为1-15nm。

作为优选，所述的二氧化硅乳液的质量百分比浓度为10％-50％，二氧化硅固体颗粒粒径为1-10nm。

作为优选，所述的硫酸的质量百分比浓度为45％。

一种耐深循环铅酸蓄电池正极铅膏的制备工艺，所述制备工艺包括以下步骤：

a)在合膏机内按配方量加入铅粉、短纤维、胶体石墨和四碱式硫酸铅，干拌6-8min；

b)向步骤a)的合膏机内边搅拌边加入配方量的二氧化硅乳液、聚四氟乙烯乳液和去离子水，然后继续搅拌4-8min；

c)向步骤b)的合膏机内边搅拌边加入配方量的硫酸，温度50-70℃，继续搅拌7-13min；

d)待铅膏温度低于45℃即可出膏进行涂板。

作为优选，步骤b)中，二氧化硅乳液、聚四氟乙烯乳液和去离子水在1-3min内加入完毕。在本技术方案中，聚四氟乙烯乳液的加入主要是增加活性物质之间以及活性物质与板栅之间的结合力，使正极板在充放电循环过程中体积变化减小，从而提高正极板充电接受能力；二氧化硅乳液的加入是使得二氧化硅在铅膏表面形成网状结构，保护铅膏晶体，减少活性物质因充放电过程中体积膨胀收缩造成的软化、脱落；而去离子水、二氧化硅乳液与聚四氟乙烯乳液在1-3min内加入完毕则是为了让其能够快速的与铅膏混合，保证其能够分散均匀，易于控制使得正极铅膏的分散状态在最佳时进行固化。

作为优选，步骤c)中加硫酸的时间为12-20min。

作为优选，硫酸的密度为1.4g/cm³。