一種鉛酸蓄電池負(fù)極鉛膏的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及鉛電池制造領(lǐng)域，具體涉及一種鉛酸蓄電池負(fù)極鉛膏。該鉛膏包括以下重量份數(shù)的各組分：鉛粉70-90份、硫酸3-15份、水5-20份、短纖維0.05-2份、玻珀酸0.1-20份和納米碳管0.1-10份。該鉛膏制備的電池的充放電性能穩(wěn)定，不會隨著使用時間的增加而產(chǎn)生過大的電容量降低；負(fù)極析氫抑制效果較好，降低了負(fù)極充電后氫氣的析出量，從而提高了電池的性能；具有較好的低溫充放電性能。
【專利說明】一種鉛酸蓄電池負(fù)極鉛膏

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及鉛電池制造領(lǐng)域，具體涉及一種鉛酸蓄電池負(fù)極鉛膏。

【背景技術(shù)】
[0002]伴隨著電動自行車行業(yè)的發(fā)展，對電動助力車用鉛酸蓄電池提出了更高的技術(shù)要 求，其中如低溫性能、充電接受能力等技術(shù)指標(biāo)都與鉛酸蓄電池負(fù)極板相關(guān)，急待提升負(fù)極 性能水平，以滿足用戶使用要求。
[0003]傳統(tǒng)的鉛酸蓄電池負(fù)極鉛膏配方是鉛粉、硫酸、水、和木素、腐殖酸、硫酸鋇等膨脹 劑以一定的比例混合。鉛酸蓄電池的負(fù)極板是由很細(xì)的海綿狀鉛微粒組成的。根據(jù)自由能 自發(fā)減小的傾向，在電池充放電時，負(fù)極板會發(fā)生收縮，細(xì)小的鉛粒會逐漸聚集，使鉛粒變 大，整個負(fù)極板孔率將逐漸變小，負(fù)極的放電性能急劇下降。長期以來使用添加劑阻止負(fù)極 在循環(huán)過程中形成大顆粒硫酸鉛和金屬鉛很少成功。這是因為難于找到在循環(huán)過程中長期 保持穩(wěn)定物質(zhì)做添加劑。其次負(fù)極在充電后期易于析出氫氣，添加劑的加入不能降低負(fù)極 活性物質(zhì)的析氫過電位。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是為了解決目前的鉛酸蓄電池的負(fù)極鉛膏關(guān)于上述所述的問題，提 供一種一種鉛酸蓄電池負(fù)極鉛膏。
[0005] 為了達到上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：
[0006] 一種鉛酸蓄電池負(fù)極鉛膏，所述鉛膏包括以下重量份數(shù)的各組分：鉛粉70-90份、 硫酸3-15份、水5-20份、短纖維0. 05-2份、琥珀酸0· 1-20份和納米碳管〇. 1-1〇份。
[0007] 琥珀酸，是一種水溶性有機高分子物質(zhì)，且含有肽鍵和羧基等活性基團。琥珀酸為 兩性活性吸附劑，能吸附在電極表面，從而影響充放電時負(fù)極的電化學(xué)和電結(jié)晶過程。除了 表面剩余電荷引起的離子靜電吸附外，還經(jīng)常出現(xiàn)所含羧基表面活性粒子的"特性吸附"， 系據(jù)電極表面和活性粒子之間出現(xiàn)了性質(zhì)上與化學(xué)鍵類似的相互作用。琥珀酸具有極強的 分散、吸附能力，它的添加能控制硫酸鉛的結(jié)晶過程并且能改變硫酸鉛晶體的形狀和尺寸。 將琥珀酸添加到負(fù)極活性物質(zhì)中能提高負(fù)極活性物質(zhì)利用率和降低負(fù)極板內(nèi)阻，進而提高 負(fù)極板容量和充電接受能力。琥珀酸在負(fù)極活性物質(zhì)的添加并未導(dǎo)致氫在負(fù)極表面析出過 程機理的改變。但當(dāng)表面活性離子吸附進較大改變了鉛電極表面的狀態(tài)，使氫析出過電位 顯著地升高，相當(dāng)于氫的分離速度（在恒定的過電位下）大大降低，從而減少負(fù)極在充電后 期氫氣的析出。
[0008] 納米碳管的加入主要是增加負(fù)極活性物質(zhì)之間導(dǎo)電性，降低電阻，減少極化，提高 電池放電接受能力和放電性能，同時由于電池在充放電過程中體積收縮與膨脹較大，納米 碳管的加入起到阻止活性物質(zhì)體積變化的作用，提高電池循環(huán)使用壽命。
[0009] 優(yōu)選的，所述鉛膏還包括3-8份的水楊酸和1-3份的二丁基氧化錫。
[0010] 二丁基氧化錫能夠減緩鉛粒的聚集，并阻止較大鉛粒的形成，從而避免負(fù)極板孔 隙率的變小，進而保證附近的放電性能。而水楊酸能夠和為有機錫的二丁基氧化錫結(jié)合降 低負(fù)極的析氫過電位。
[0011] 優(yōu)選的，所述鉛膏還包括1-3份的硫酸亞錫。
[0012] 硫酸亞錫的添加可以增強活性物質(zhì)之間的導(dǎo)電性，同時被證實的錫在鉛鈣板柵合 金中的添加可解決鉛鈣合金板柵早期容量衰減的問題，主要是由于錫能改判鉛鈣合金板柵 與活性物質(zhì)腐蝕層結(jié)構(gòu)。同樣，硫酸亞錫在活性物質(zhì)與電解液中的添加也符合上述作用機 理，可以提高正極容量，提高正極活性物質(zhì)利用率，降低電池容量衰減，提升電池深循環(huán)使 用壽命。
[0013] 但是，在電池充放電過程中，由于錫離子的會遷移到電池負(fù)極，在負(fù)極活性物質(zhì)表 面沉積，會降低負(fù)極析氫過電位。而琥珀酸及琥珀酸鈉溶解性好，滲透性強，對熱有較好的 穩(wěn)定性，一方面它是良好的兩性吸附劑，會吸附在活性物質(zhì)表面阻止或減緩錫離子的遷移， 同時它形成陰離子的琥珀酸根離子，是三羧酸循環(huán)其中的一分子，能與錫離子反應(yīng)放出電 子給予電子傳遞鏈，在電池充放電過程中，能使錫離在活性物質(zhì)和腐蝕層中穩(wěn)定存在。琥珀 酸與硫酸亞錫按一定比例添加起到了良好的協(xié)同作用機理。
[0014] 優(yōu)選的，所述納米碳管的粒徑為60-80nm。
[0015] 優(yōu)選的，所述琥珀酸的純度彡92%。
[0016] 優(yōu)選的，所述鉛膏還包括氧化亞錫5-10份。氧化亞錫不僅能夠在一定程度上降低 負(fù)極物質(zhì)的析氫電位，同時能夠提高負(fù)極的低溫性能，有效提高負(fù)極低溫充放電性能。
[0017] 優(yōu)選的，所述鉛膏還包括三氧化二銻5-10份。三氧化二銻能夠抑制在電池充放電 過程中細(xì)小鉛粒的變小，放置鉛粒凝聚，避免電池充放電性能降低。
[0018] 優(yōu)選的，所述短纖維為聚酯纖維。
[0019] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，有益效果是：
[0020] 1電池的充放電性能穩(wěn)定，不會隨著使用時間的增加而產(chǎn)生過大的電容量降低；
[0021] 2負(fù)極析氫抑制效果較好，降低了負(fù)極充電后氫氣的析出量，從而提高了電池的性 能；
[0022] 3具有較好的低溫充放電性能。

【具體實施方式】
[0023] 下面通過具體實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案作進一步描述說明。
[0024] _如果無特殊說明，本發(fā)明的實施例中所采用的原料均為本領(lǐng)域常用的原料，實施 例中所采用的方法，均為本領(lǐng)域的常規(guī)方法。 '
[0025] 實施例1 :
[0026] -種鉛酸蓄電池負(fù)極鉛膏，所述鉛膏包括以下重量份數(shù)的各組分：鉛粉70份、硫 酸I5份、水5份、短纖維（聚酯纖維）2份、純度> 92%的琥珀酸〇· 1份和納米碳管（粒^ 為 60-80nm) 10 份。 ^
[0027] 實施例2 :
[0028] -種鉛酸蓄電池負(fù)極鉛膏，所述鉛膏包括以下重量份數(shù)的各組分：鉛粉9〇份硫 酸3份、水20份、短纖維（聚酯纖維）〇· 05份、純度> g2%的琥拍酸20份和納米碳輯' = 徑為 60-80nm)0. 1 份。 、
[0029] 實施例3 :
[0030] 一種鉛酸蓄電池負(fù)極鉛膏，所述鉛膏包括以下重量份數(shù)的各組分：鉛粉80份、硫 酸8份、水20份、短纖維（聚酯纖維）0. 05份、純度> 92%的琥珀酸10份、納米碳管（粒徑 為60-80nm) 5份、氧化亞錫5份和三氧化二銻10份。
[0031] 實施例4:
[0032] -種鉛酸蓄電池負(fù)極鉛膏，所述鉛膏包括以下重量份數(shù)的各組分：鉛粉70-90份、 硫酸3-15份、水5-20份、短纖維（聚酯纖維）0. 05-2份、純度> 92%的琥珀酸0. 1-20份、 納米碳管（粒徑為60-80nm)0. 1份、氧化亞錫10份和三氧化二銻5份。
[0033] 實施例5 :
[0034] 一種鉛酸蓄電池負(fù)極鉛膏，所述鉛膏包括以下重量份數(shù)的各組分：鉛粉70份、硫 酸8份、水20份、短纖維（聚酯纖維）0. 05份、純度> 92%的琥珀酸5份、納米碳管（粒徑 為60-80nm) 10份和三氧化二銻5份。
[0035] 實施例6 :
[0036] -種鉛酸蓄電池負(fù)極鉛膏，所述鉛膏包括以下重量份數(shù)的各組分：鉛粉70份、硫 酸15份、水5份、短纖維（聚酯纖維）2份、純度>92%的琥珀酸0. 1份、納米碳管（粒徑為 60-80nm) 10份、水楊酸3份和二丁基氧化錫3份。
[0037] 實施例7 :
[0038] -種鉛酸蓄電池負(fù)極鉛膏，所述鉛膏包括以下重量份數(shù)的各組分：鉛粉90份、硫 酸3份、水20份、短纖維（聚酯纖維）0.05份、純度>92%的琥珀酸20份、納米碳管（粒徑 為60-80nm) 0. 1份、、水楊酸8份和二丁基氧化錫1份。
[0039] 實施例8 :
[0040] 一種鉛酸蓄電池負(fù)極鉛膏，所述鉛膏包括以下重量份數(shù)的各組分：鉛粉80份、硫 酸8份、水20份、短纖維（聚酯纖維）0. 05份、純度> 92%的琥珀酸10份、納米碳管（粒徑 為60-80nm) 5份、氧化亞錫5份、三氧化二銻10份和硫酸亞錫3份。
[0041] 實施例9:
[0042] 一種鉛酸蓄電池負(fù)極鉛膏，所述鉛膏包括以下重量份數(shù)的各組分：鉛粉80份、硫 酸8份、水20份、短纖維（聚酯纖維）0. 05份、純度> 92%的琥珀酸10份、納米碳管（粒徑 為60-80nm) 5份、氧化亞錫5份、三氧化二銻10份和硫酸亞錫1份。
【權(quán)利要求】
1. -種鉛酸蓄電池負(fù)極鉛膏，其特征在于，所述鉛膏包括以下重量份數(shù)的 楊7-0-9=硫酸3-15份、水5- 2〇份、短纖維〇備2份、墟拍酸〇·卜2〇份^內(nèi)^碳管 0· 1 10 "(/j。 祕H據(jù)f利要求1所述的-種鉛麵電池負(fù)極鉛膏，斟寺征在于，所述鉛懿包括3-8 份的水楊酸和1-3份的二丁基氧化錫。 肖匕估<3 份的利要求1所述的-種鉛酸蓄電池負(fù)極鉛膏，期寺征在于，所述鉛紐包括卜3
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【文檔編號】H01M4/57GK104218242SQ201410356246
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年7月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月24日
【發(fā)明者】張紹輝 申請人:超威電源有限公司