[发明专利]一种基于导电胶和硫酸铅的铅酸电池制造方法

说明书

本发明公开了一种以化学合成的硫酸铅为活性物质，与粘结剂和导电剂形成的导电胶共同制造铅酸电池电极的方法。所述粘结剂包括有机聚合物和无机物。有机聚合物含有羟基、羧基、磺酸基的有机高聚物及其盐；无机物一般是一些氧化物，如PbO、Pb₃O₄等，它们都能与活性物质发生物理化学作用而使它们粘结在一起；所述导电剂包括金属铅粉和具有导电性或电容性的含碳材料，如导电炭黑、石墨粉、乙炔黑、导电聚合物等。导电胶的使用可以提高极板的机械性能及其电化学性能，可以使电极快速活化，也可以替代传统铅酸电池使用的短纤维和木质素磺酸钠等添加剂。

技术领域

本发明涉及一种以化学合成的硫酸铅为电极活性物质、以粘结剂和导电材料形成的导电胶和集流体格栅共同形成导电网络的铅酸电池制造方法，属于铅酸电池制造技术领域。

背景技术

铅酸电池是一种安全性高、性价比高、废旧电池可100%回收的化学电源。经过150余年的发展，已广泛应用于不间断电源、内燃机启动电源、电动车辆、柴油潜艇等，雄踞50%以上的化学电源市场。近年来，即使受到锂离子电池的强力挤压，铅酸电池仍能顽强成长。不过，由于铅酸电池能量密度低，循环寿命也不够长，这使其利润率大大下降。因此，必须针对存在的问题进行改进，同时发扬其长处，以增强铅酸电池的竞争力，特别地，要增强其在可再生能源工业中的地位和份额。

我们已就铅酸电池的循环生产技术进行了深入的研究，获得了多项技术。CN108767333 A公开了将废旧电池“三分离”或者“四分离”得到塑料、硫酸和含铅物质（“四分离”把含铅物质进一步分为铅泥和铅合金），然后用它们制造硫酸铅和铅合金格栅，再用后者分别制造铅酸电池正极板和负极板，并装配成高性能铅酸电池的技术。专利CN103723761B和CN105206800 B则分别公开了用硫酸铅制造铅酸电池负极板和正极板的技术。

研究发现，虽然如上技术获得的硫酸铅具有非常好的电化学性能，但是因为硫酸铅导电性和粘性均不好（这一点与传统的铅粉——即含15%左右金属铅的氧化铅粉刚好相反），电池制造时极易从合金格栅上脱落，因此对铅酸电池的工业化制造极其不利。我们发现，使用粘结剂和导电剂可以解决这一问题，因此形成了本发明。

发明内容

发明目的：本发明的第一目的是使用导电剂和粘结剂形成导电胶，从而提供一种适合于以硫酸铅为活性物质的铅酸电池正极和负极板的导电和支持网络，提高电极的导电性和机械性能，便于工业生产；本发明的第二目的是用它们取代现有技术中经常使用的木质素磺酸钠和短纤维，以此降低多余的非电化学活性添加剂的使用，提高电池的能量密度。

一种高导电性、高析氢过电位或高析氧过电位、高机械性能的铅酸电池极板制造方法，其特征是，首先，将硫酸铅、其他添加剂（硫酸钡、Pb₃O₄或者PbO₂）、导电剂和粘结剂按如下质量比称好：

硫酸铅：100份

硫酸钡（仅用于负极）0.6 ~ 1.2份

Pb₃O₄或PbO₂（仅用于正极）：1 ~ 15份

导电剂：0.1 ~ 8份

粘结剂：0.2 ~ 2份。

其次，对于正极板制造：先将导电剂、粘结剂、Pb₃O₄或PbO₂、硫酸铅及其它必要的辅助添加剂，如SnSO₄、Sb₂O₃等按一定顺序加入混料釜中，搅拌捏合形成有粘性、浓稠而均匀的浆料；对于负极板制造：也是先将导电剂、粘结剂、硫酸铅、硫酸钡和其它必需的辅助试剂加水混合均匀形成有粘性、浓稠且导电的均匀浆料；