[发明专利]一种铅蓄电池用的无硫酸铅膏及铅蓄电池

说明书

本发明公开了一种铅蓄电池用的无硫酸铅膏及铅蓄电池，属于铅蓄电池技术领域。无硫酸铅膏的配方由铅粉、PbSO₄、碱性水溶液和添加剂组成，以铅粉质量计，PbSO₄占铅粉质量的10～25％，碱性水溶液占铅粉质量的15～18％，碱性水溶液的pH范围是8～13。无硫酸铅膏的合膏工艺如下：以铅粉质量计，将铅粉、PbSO₄、添加剂混合搅拌，再加入碱性水溶液搅拌，得到无硫酸铅膏。本发明中采用无硫酸合膏工艺，增加了合膏过程中PbSO₄的添加量，降低了铅蓄电池的生产成本，为废旧铅蓄电池的回收再利用提供了新思路。

技术领域

本发明属于铅蓄电池技术领域，主要涉及一种铅蓄电池用的无硫酸铅膏及铅蓄电池。

背景技术

铅蓄电池因其经济性、安全性等优势广泛应用于社会生活各个领域，占据二次电源市场50％以上的份额。通常工业上使用铅粉和硫酸为主要原料来制备铅蓄电池，其中，绝大部分的铅粉是从废旧的铅蓄电池中提炼加工得到的。废旧铅蓄电池经过一系列处理后，制成电解铅和精铅，电解铅和精铅再经过球磨制成铅粉。从废旧的铅蓄电池中提炼加工铅粉，整个过程耗时费力，生产链能耗巨大。若能应用中间产物PbSO4制造铅蓄电池，将会大幅度降低生产成本，降低生产链整体的能耗。

文章《从铅废渣制取三盐基硫酸铅的研究进展》(罗金凤，邱祖民.化工科技，2005(02)：59-62.)报道了硫酸铅制备的原理是利用不同的转化剂从废渣中提取较纯的硫酸铅，过滤后再与碱反应生成三盐基硫酸铅，再经离心过滤、干燥、粉碎等工艺即可得到三盐基硫酸铅成品。化学反应式为4PbSO₄+6NaOH＝3PbO·PbSO₄·H₂O+3Na₂SO₄+2H₂O。

文章《铅酸电池生产废弃物制备3BS、4BS和4BS-BaPbO3》(吴战宇，雷立旭，顾立贞等.电池，2011，041(005)：287-290.)报道了以废弃的淋酸铅膏、分片废粉和报废的极板铅膏等为原料，通过烧结法制备三碱式硫酸铅(3BS)、四碱式硫酸铅(4BS)及4BS-铅酸钡(BaPbO₃)等3种添加剂，按铅膏质量3％的量加入铅膏中，制备的铅酸电池的容量分别为98.4％、103.2％和104.8％，大电流放电能力分别提高0.5％、0.5％和2.0％，循环寿命分别增加54次、50次和5次。

专利文献(CN 105846008B)公开了一种涂片淋滚酸产生的铅泥再利用方法。该方法取出涂片机沉淀槽内的铅泥，铅泥的主要成分为硫酸铅，将铅泥放在碾压搅拌机搅拌后加入纯水制成糊状铅泥，按正极铅膏配方量的2.5％～4.5％进行合膏，制备成正极板。

专利文献(CN 105206800B)公开了一种以硫酸铅作为活性物质的铅酸电池正极及利用该正极制备铅酸电池的方法。该方法将硫酸铅、硫酸铅质量1％～90％的PbO₂或Pb₃O₄和不超过硫酸铅质量1％的短纤维混合，加入去离子水和硫酸制成浆料，再将浆料涂覆在板栅上压制成型，经固化干燥得正极生极板，将正极生极板与负极板组装、化成后制得铅蓄电池。

以上是文章及专利文献对PbSO₄的应用技术，这对于降低铅蓄电池的生产成本具有重要价值和意义。一般PbSO₄的添加量不超过5％，在添加用量在5％以内，对电池的放电容量、大电流充放电和循环寿命一定的提升作用。PbSO₄添加使用的量是十分有限的，当PbSO₄的添加使用量超过5％以上时对电池的性能有一定的负面影响，尤其是当PbSO₄的添加量超过10％以上时，电池在100％DoD循环下容易出现正极软化脱落的现象，导致电池的使用寿命缩短。主要原因是添PbSO₄超过一定的量，不能在铅膏中形成良好的结构网络，在循铅蓄电池的环过程中，结构网络逐渐坍塌，导致铅膏软化脱落。

发明内容