[发明专利]提升铅酸蓄电池高低温性能的负极铅膏配方及其制备方法

说明书

本发明的名称为提升铅酸蓄电池高低温性能的负极铅膏配方及其制备方法。属于铅酸蓄电池技术领域。它主要是解决现有木质素在化成和持续高温充放电的严苛环境下极易发生自身的降解或分解失效，致使其在电池中的有效含量不能得以保持的问题。它的主要特征是：负极铅膏配方包括铅粉、硫酸、水、纤维、炭黑、硫酸钡、木质素磺酸盐产品A1、改性后木质素磺酸盐产品A2和改性后木质素羧酸盐产品B1。本发明综合考虑各膨胀剂的分散性、酸溶性和高温降解特性的不同，可保证电池在整个使用周期内膨胀剂的有效含量得以稳定保持，实现低温启动性能和高温循环寿命的同步兼顾，电池综合性能优。本发明主要用于制备提升铅酸蓄电池高低温性能的负极铅膏。

技术领域

本发明属于铅酸蓄电池技术领域，具体涉及一种可同时提升铅酸蓄电池高低温性能的铅酸蓄电池用负极铅膏配方及其制备工艺。

背景技术

对蓄电池冷启动性能、高温循环寿命和高温后的冷启动性能的兼顾，是行业内的一个关键研究课题，也是各个蓄电池企业重点关注和技术攻关之所在。解决此技术瓶颈问题的关键就是负极有机膨胀剂的使用，腐植酸和木质素是国内外铅酸蓄电池负极最常用的重要膨胀剂，其中腐植酸由于小作坊式生产污染大，货源不稳定，而逐渐被国家禁止和淘汰，而木质素由于原料广泛且在蓄电池中性能优良而得以大量推广使用。

木质素类膨胀剂不仅对于蓄电池的冷起动能力 (CCA)和循环寿命有特别的意义，而且对于负极板的整体性能也有十分重要的影响。充电时Pb的形成过程和放电时PbSO₄的结晶过程均受木质素的影响显著，一方面极板内部木质素的溶出造孔作用增大了活性物质反应面积，同时吸附在负极板表面的膨胀剂通过溶解作用消除电极表面的硫酸铅阻挡层，作为表面活性剂起着清洁电极表面的作用，另一方面通过膨胀剂对Pb²⁺的络合吸附作用使PbSO₄在电极表面析出的必须沉积饱和度增加，去极化的同时抑制了负极板的钝化，这些对蓄电池冷启动能力的提升和循环寿命都至关重要。但由于木质素在化成和持续高温充放电的严苛环境下极易发生自身的降解或分解失效，致使其在电池中的有效含量不能得以保持，因此，关于电池低温冷启动性能和高温寿命的兼顾一直实施困难。

目前行业内主要通过调整现有木质素的种类、含量，寻找高温稳定的木质素，或通过木质素与腐植酸的复配使用在不降低充电接受性能的前提下来改善电池低温冷启动性能和高温循环寿命。目前普遍认为低分子量、高羧基含量、低甲基含量、低有机硫含量、最佳剂量的酚羟基，纯度提高的情况下对电池综合性能最为有利，而目前生产方式下的纯天然木质素尚无法达到上述理化结构特性上的完全统一，如脱甲基化会增加羟基的数量，氧化会增加羧基的数量但同时也会导致木素的降解失效。因此，在目前的方法对蓄电池高低温性能的兼顾上改善效果有限，也暂不存在一种木质素能同时满足以上最优膨胀剂的结构特性要求的前提下，寻找膨胀剂领域新的突破口以达到高低温性能上的同步提升便势在必行。

发明内容

为了克服上述背景技术中的不足，本发明提供一种同时提升铅酸蓄电池高低温性能的负极铅膏配方及其制备方法。

本发明负极铅膏配方的技术解决方案是：一种提升铅酸蓄电池高低温性能的负极铅膏配方，包括铅粉、硫酸、水、纤维、炭黑和硫酸钡，其特征在于：还包括木质素磺酸盐产品A1、改性后木质素磺酸盐产品A2和改性后木质素羧酸盐产品B1，三者具有不同的理化结构特性倾向，在电池使用周期的不同阶段发挥其效益。

本发明负极铅膏配方的技术解决方案中所述的改性后木质素磺酸盐产品A2是由木质素磺酸盐产品A1通过烷基侨联接枝共聚制备而成。

本发明负极铅膏配方的技术解决方案中所述的木质素磺酸盐产品A1为木质素磺酸盐类膨胀剂产品。

本发明负极铅膏配方的技术解决方案中所述的木质素磺酸盐产品A1为挪威鲍利葛HT-1/1木质素磺酸钠产品或国产UP-1木素磺酸钠产品。