[发明专利]超低水损耗耐高温富液式铅酸蓄电池及其制备方法

说明书

一种超低水损耗耐高温富液式铅酸蓄电池及其制备方法，通过提供的稀土合金正极板栅、纯木素负极配方、电解液密度、PE隔板结构、正负极活性物质配比的技术方案，综合降低铅酸蓄电池水损耗速度，到达单体蓄电池正负极容量匹配，减小因活性物质量不匹配导致的分压高过析气加剧，降低电池水损耗速度；降低极板的析氧电位；本发明提供的纯木素的负极配方，采用木素取代腐殖酸，减小极板杂质含量，降低电池水损耗，且其他性能不降低。通过板栅合金、工艺配方、电解液密度和功能材料的应用和优化，改善传统富液式铅酸蓄电池失水快的难题。

技术领域

本发明属于蓄电池技术领域，具体涉及一种超低水损耗耐高温富液式铅酸蓄电池及其制备方法。

背景技术

富液式铅酸蓄电池的电极主要由铅及其氧化物制成，电解液是稀硫酸溶液。富液式铅酸蓄电池虽然相对于锂电池、镍氢电池等能量低、深循环寿命短，但由于自放电小、高低温性能优越、生产和回收技术成熟及价格低廉优势，该电池目前仍然是世界上产量最大，用途最广的起动电源之一。

富液式铅酸蓄为排气式设计，在使用过程会产生电解水和水的蒸发损失，在高温环境使用、过充电状态下、电池老化状态下尤为显著。

蓄电池水损耗表现为三种状态：

1）电解液中的水电解成氢氧气逸出；

2）温度下的溶液蒸发逸出；

3）水与正极板栅合金电化学反应。

铅酸蓄电池的水损耗值的大小直接反映出免维护产品的免维护性特征和循环使用寿命单元的优劣程度。低水耗或微水耗有利于循环使用寿命单元的提高和在有效的使用周期内无需维护特性。

导致富液式铅酸蓄电池水损耗较大的因素有以下方面：

1）板栅合金：合金析氢电位较低，析气较快；合金耐腐性能较差，使用后期板栅腐蚀后内阻增加，分电压过高加剧水解；

2）电解液浓度：电解液浓度设计过高，极板的析氧电位下降；

3）材料纯度和杂质含量：材料有害杂质含量过高，析氢电位下降；

3）工艺配方：①铅膏结合强度差，活性物质软化脱落较快，后期单位活性物质分担电压过高导致析气加剧；②电池充电接受能力较差，充电利用率较低，加剧水解反应；③电解液易分层，分层后电池内阻较大，且产生微电池反应，加剧水解。

4）结构设计：迷宫式结构设计不合理、排气设计不合理等导致排气和水蒸发溢出过快；单体蓄电池正负极容量不匹配导致单向分压高过，析气加剧，电池水损耗加快。

发明内容

本发明的目的是针对传统富液式铅酸蓄电池的不足，提供一种超低水损耗耐高温富液式铅酸蓄电池。

本发明的目的还在于提供上述超低水损耗耐高温富液式铅酸蓄电池的制备方法。

本发明的技术方案包含步骤1）配置正极板栅合金：Ca：0.08-0.12%；Sn：1.50-1.54%；Al：0.02-0.024%；稀土元素Ce：0.08-0.14%；Pb：余量及不可避免的杂质；

步骤2）配置铅酸蓄电池负极铅膏，铅酸蓄电池负极铅膏包含以下重量份数的成分：铅粉 100份；短纤维 0.04-0.06份；硫酸钡 0.8-1.2份；活性炭0.08-0.12份；挪威木素0.14-0.16份；硫酸9-12份；去离子水 9-12份；将短纤维、硫酸钡、活性炭、挪威木素干混，并搅拌1-3分钟搅拌均匀；将铅粉加入上述混合物，混合搅拌3-5分钟；在1-3分钟内加入去离子水并搅拌均匀；在10-20分钟内加入配方量的硫酸溶液，搅拌混合均匀，温度控制在30-50℃，得到铅酸蓄电池负极铅膏；

步骤3）极板涂填：采用传统鼓式涂填机进行铅膏涂填。