[发明专利]一种电池正极铅膏及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种电池正极铅膏及其制备方法和应用。该电池正极铅膏包括如下原料：铅粉、硫酸溶液、水、铅锑氧化物、添加剂。本发明通过在铅膏的原料配方中添加铅锑氧化物，既能改善板栅腐蚀界面的导电能力，提高板栅与铅膏的力，又不影响铅膏中四碱式硫酸铅(即4BS晶体结构)的生成，与现有的在铅膏中添加三氧化二锑从而导致铅膏只能生成三碱式硫酸铅(即3BS结构)晶体相比，本发明制得的具有4BS结构的铅膏形貌规则，比表面积较大，而且能有效减缓电池早期容量衰减，有利于延长铅酸电池的循环寿命，具有广阔的应用前景；另外，本发明提供的制备方法简单，适于工业生产。

技术领域

本发明涉及电化学技术领域，特别涉及一种电池正极铅膏及其制备方法和应用。

背景技术

铅酸电池(VRLA)，是一种电极主要由铅及其氧化物制成，电解液是硫酸溶液的蓄电池，其中，电池正负极板是电池的核心组成部分；极板由板栅和铅膏活性物质组成。铅酸电池的正极铅膏通常有两种结构：一种是3BS结构，三碱式硫酸铅；另外一种是4BS结构，四碱式硫酸铅，其中，3BS结构的铅膏呈沙子状形貌，由该铅膏制成的电池的循环寿命较短；4BS结构的铅膏呈石头状形貌，有利于延长电池的循环寿命。通常情况下，在低温(不高于55℃)条件下，容易生成3BS晶体结构；而高温(高于55度)条件下，有利于4BS晶体结构。

以铅钙为合金体系的板栅，锑元素是铅膏在铅钙合金板栅体系中必不可少的一个元素。为了避免蓄电池早期容量衰减，通常会在铅膏配方中加入三氧化二锑，来改善板栅腐蚀界面的导电能力，提高板栅和铅膏的结合力。然而，三氧化二锑的加入会导致铅膏在制备过程中无法形成4BS结构，不管经过高温固化也无法形成4BS结构。

发明内容

本发明的目的旨在提供一种电池的正极铅膏及其制备方法和应用，以解决上述技术问题。

为了实现上述目的，本发明的技术方案为：

第一方面，本发明提供的一种电池正极铅膏，包括如下原料：铅粉、硫酸溶液、水、铅锑氧化物、添加剂，其中，所述硫酸溶液的重量为所述铅粉的重量的5～15％，所述水的重量为所述铅粉的重量的5～15％，所述添加剂的重量为所述铅粉的重量的0.05～2％，所述铅锑氧化物的重量为所述铅粉的重量的0.05～0.5％。

优选的，所述硫酸溶液的质量浓度为0.5～2g/mL。

优选的，所述添加剂选自短纤维、石墨中的至少一种。

优选的，所述铅锑氧化物的化学式为Sb₂Pb_xO_y，其中，x、y为整数，0≤x≤4，3≤y≤11。

优选的，所述铅锑氧化物为采用下述方法制得：

将锑的氧化物粉体和铅的氧化物粉体按照1:0.5～3的摩尔比混合均匀后，置于高温反应容器中，升温至500～700℃后反应1～3h，待冷却后，经研磨得到铅锑氧化物。

优选的，所述电池正极铅膏的原料还包括四碱式硫酸铅，所述四碱式硫酸铅的重量为所述铅粉的重量的0.5～2％。

第二方面，本发明提供的一种如第一方面所述的电池正极铅膏的制备方法，包括如下步骤：

(1)将铅粉、短纤维、铅锑氧化物加入和膏机中并搅拌混合1～5min，得到干混料；

(2)将水加入步骤(1)所得的干混料中，搅拌混合1～5min，得到湿混料；

(3)将硫酸溶液加入步骤(2)所得的湿混料中，升温至60～80℃，保温搅拌10～30min，降温至45～55℃，继续搅拌5～15min，得到电池正极铅膏。

第三方面，本发明提供的一种电池极板，包括极板板栅及如第一方面所述的电池正极铅膏。