[发明专利]一种铅蓄电池的负极铅膏、负极板及铅蓄电池

说明书

本发明提供了一种铅蓄电池的负极铅膏、负极板及铅蓄电池，属于铅蓄电池技术领域。一种铅蓄电池的负极铅膏，包括铅粉和添加剂，添加剂包括以下组分:以总铅粉质量计，硫酸钡0.9～1wt％、乙炔黑0.3～0.4wt％、木素0.05～0.08wt％、腐植酸0.5～0.8wt％、短纤维0.07～0.08wt％、纳米硅溶胶0.03～0.05wt％和氨基磺酸0.55～0.7wt％。采用本发明的配方和和膏工艺制备的铅蓄电池循环寿命得到明显的提升。

技术领域

本发明涉及本发明属于铅蓄电池技术领域，具体涉及一种铅蓄电池的负极铅膏、负极板及铅蓄电池。

背景技术

在环境与能源问题日趋严峻的今天，蓄电池作为新能源产业中能量储存和转换的核心器件，其部分荷电状态下的充电接受能力和寿命受到严格的要求。

正负极板是蓄电池中非常关键的部件，正负极板的质量直接决定了蓄电池的放电容量和循环使用寿命。铅酸蓄电池的负极是由板栅和细颗粒的海绵状铅组成，这些海绵状铅是多孔性的绒状物质，在充放电过程中，极板上的这些细小的铅粒会逐渐聚集，使铅颗粒变大，导致负极板孔率逐渐变小，负极放电性能急剧下降。另外，在放电过程中，在负极极板表面形成颗粒小且致密的PbSO₄层，这个覆盖层会遮盖海绵状的铅电极表面，将电极表面与硫酸溶液机械的隔离开，铅电极与硫酸溶液接触面大大减小，负极放电性能急剧下降，形成所谓的负极板不可逆硫酸盐化。蓄电池的性能和质量则主要受铅膏配方的影响。现有的铅酸蓄电池铅膏及制备方法不能满足储能铅酸蓄电池的使用要求。

铅蓄电池在应用过程中过放电或者过长时间放置不进行充电会导致负极的硫酸盐化，而负极的硫酸盐化是铅蓄电池在高倍率部分荷电状态下运行寿命的重要限制因素。常用的改进方法是通过改变蓄电池的负极铅膏配方中添加剂的种类和用量来抑制负极硫酸盐的产生。

添加剂是铅酸蓄电池的重要成分，对蓄电池的性能有着重要的影响，加入铅酸蓄电池中的添加剂一般分为:极板添加剂和电解液添加剂。极板添加剂在和膏时加入，对负极板来讲，主要作用是抗收缩，又称为膨胀剂；对正极板来讲，主要增加极板的强度，防止软化、脱落和增加导电性等。电解液添加剂在电解液配制时加入，主要作用是增加电池的充放电性能和减缓板栅腐蚀等。

负极配方中除了铅粉外还具有较多的添加剂，如硫酸钡、乙炔黑、木素、腐植酸、短纤维和纳米硅溶胶等。其中大部份如乙炔黑、木素、腐植酸和纳米硅溶胶等具有质量轻、比重小、比表面积大等优点。目前普遍采用的负极和膏工艺是直接将铅粉与添加剂加入和膏机中预混，再分别加入水与硫酸溶液，搅拌至和膏完成。其中这些粉末状添加剂在和膏时会变成悬浮状态，很难短时间内搅拌混合均匀。

另外，负极铅膏和膏过程中添加剂分散不均，还会导致负极铅膏变硬、再塑性差，不利于涂板，使用这样的铅膏制作的铅蓄电池放电的一致性较差，甚至在使用中会影响整组电池包的使用寿命。

专利文献(CN104167545A)公开了铅酸蓄电池负极板铅膏及其制作方法，所述制作方法的操作步骤包括按各组分的质量配比备料、将所有添加剂共同加入和膏机预混、加入铅粉干混、加入水干混、加入硫酸溶液混合以及冷却出膏。先将添加剂与水混合后，再加入铅粉中，搅拌加酸，得到负极铅膏。

现有技术中为了增加负极孔隙率、缓解硫酸盐化而加入添加剂，现有技术所使用的添加剂成本较高，且效果不是特别理想、比能量不是很高。铅酸蓄电池负极添加剂投入量虽然只有百分之几，但对电池性能影响巨大，在电池制造业已不可缺少。

发明内容

本发明提供了一种铅蓄电池的负极铅膏、负极板及铅蓄电池，目的在于解决铅蓄电池负极板硫酸盐化的问题，提高铅蓄电池的循环寿命。

一种铅蓄电池的负极铅膏，包括铅粉和添加剂，添加剂包括以下组分:以总铅粉质量计，硫酸钡0.9～1.0wt％、乙炔黑0.3～0.4wt％、木素0.05～0.08wt％、腐植酸0.5～0.8wt％、短纤维0.07～0.08wt％、纳米硅溶胶0.03～0.05wt％和氨基磺酸0.55～0.7wt％。