[发明专利]一种含有腐植酸的蓄电池添加剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种蓄电池，特别涉及一种含有腐植酸的蓄电池添加剂。

背景技术

铅酸蓄电池充放电性能，尤其是低温充放电性能是受负极过程控制的。在低温情况下，铅酸蓄电池因充电接受能力差而导致不能正常使用。目前国内外都采用向负极活性物质中加入添加剂的办法解决这一问题。负极添加剂的加入可以防止或延缓铅负极活性物质在电池反应过程中收缩和低温钝化，从而提高蓄电池容量及低温启动性能。

近几年来，随着电动汽车的发展与应用，铅酸蓄电池的研究又迎来了一个新的高潮，就目前形势来看研究铅酸电池是非常有现实意义的。虽然铅酸电池的技术已经比较成熟，但普遍存在活性物质利用率比较低的问题，特别是负极活性物质的利用率很不理想，负极的性能决定着整个电池的性能。

蓄电池材料中使用的有机添加剂是一些含有多种活性基团的大分子有机表面活性物，在蓄电池材料表面有较强的吸附作用以及螯合、离子交换等功能。虽然这些有机物并不直接参与电极反应，但这些具有表面活性的有机物直接影响蓄电池多孔电极的结构形态，从而影响电极过程的动力学。

腐植酸在水和硫酸溶液中的溶解度很小，并且电化学性质稳定，主要通过吸附作用来增加负极的比表面积以改变电池的电化学性能。一般选用腐植酸作为铅酸蓄电池有机膨胀剂。

腐植酸是一些含有多种活性基团的大分子有机表面活性物质，腐植酸作为铅酸蓄电池有机膨胀剂，对铅酸蓄电池的性能具有重要的影响，主要是防止在循环过程中负极活性物质表面积收缩。腐植酸可以吸附在负极海绵状铅电极表面上，使铅得以保持其高度分散性，并且腐植酸不溶于硫酸，温度越低，溶解度越小，所以在负极板中很稳定，通过降低表面张力使体系能量减小，活性物质的真实表面积则不收缩，具有去钝化作用。在放电过程中形成的硫酸铅钝化膜不能包围铅粒。因此，腐植酸对提高电池的放电容量，特别是电池的低温放电容量效果更加明显。虽然这些有机物并不直接参与电极反应，但这些具有表面活性的有机物直接影响多孔电极的结构形态，从而影响电极过程动力学。

腐植酸对重金属离子有很强的化学吸附能力。腐植酸可以与金属离子发生络合反应，这种络合反应是配位反应。腐植酸是给电子体。这种化学吸附是腐植酸中羧基和酚羟基与Pb2+之间的化学键力，腐植酸中能做电子给体的元素主要是氧、氮、硫，它们给电子的能力和形成络合物的稳定性与它们在分子中的结构有很大关系。在腐植酸中，尤其是煤炭腐植酸中，是羧基和酚羟基。所以说这种化学吸附，主要是腐植酸中羧基和酚羟基与重金属离子发生离子交换，形成金属离子－腐植酸络合物，而且吸附量的大小与腐植酸中羧基、酚羟基的含量密切相关。

申请人认为，可以根据腐植酸特点研究出一种含有腐植酸的蓄电池添加剂，其添加入电池负极中且其能够增加电池性能。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种含有腐植酸的蓄电池添加剂。

为实现上述目的，本发明提供了供一种含有腐植酸的蓄电池添加剂，由以下组分分别按照重量份数比组成：腐植酸10-18份、硫酸钡10～22份、木素磺酸钠1-1.5份、乙炔黑2-3份、聚天冬氨酸钠盐4-5份、硫酸钠4-5份、炭黑1-2份、有机硫磺1-2份。

一种上述添加剂的制备方法，包括如下步骤：

S1、腐植酸的制备

S11、将褐煤粉碎成粒度为0.2～ 0.5mm的颗粒；

S12、按煤∶氢氧化纳＝8～12∶0.5～1.2的原料配比，将上述原料混合加 入到反应釜中，搅拌均匀，开始加热至89℃～92℃，加热2～2.5小时后停止加 热，待原料冷却至20℃～30℃再加入占原料重量4倍的水，搅拌均匀后，静置沉淀8～12小时，取上清液，去除沉淀物，向上清液中缓慢加入盐酸溶液，混合均匀，直至上清液的PH值降至4-5，静置沉淀8～12小时，取沉淀物即为腐植酸；

S13、按腐植酸∶硫酸∶水＝2∶3∶3的原料配比，先将腐植酸和水加入到反 应釜中，搅拌均匀后，再缓慢加入配比量的硫酸溶液，混合均匀，静置反应沉淀 24～30小时，取沉淀物用清水漂洗至该沉淀物的PH值为6～7；

S14、将该沉淀物取出，烘干、粉碎即得成品；

所述的静置反应温度为96℃～98℃，所述的烘干温度为110℃～120℃， 所述的硫酸浓度为40～50％；

S2、添加剂制备