本發(fā)明涉及鉛膏領(lǐng)域，具體地說是涉及減緩正極活性物質(zhì)脫落的鉛酸蓄電池正極鉛膏。

背景技術(shù)：

正負(fù)極板是蓄電池中非常關(guān)鍵的部件，正負(fù)極板的質(zhì)量直接決定了蓄電池的放電容量和循環(huán)使用壽命。隨著汽車工業(yè)的快速發(fā)展，對鉛蓄電池的性能要求也越來越高，其中之一就是對蓄電池在高溫條件下的使用壽命提出了更高的要求。正極鉛膏中的堿式硫酸鉛、氧化鉛、硫酸鉛等再化成過程中被氧化成PbO₂微孔性聚集體，并相互交結(jié)成一個(gè)連續(xù)的整體。正常情況下，正極活性物質(zhì)的多孔性結(jié)構(gòu)可以保持基本穩(wěn)定，能夠經(jīng)受上千次的充放電循環(huán)。但在不同的環(huán)境溫度和充放電制度下，蓄電池會出現(xiàn)不同的失效模式，而一旦活性物質(zhì)的結(jié)構(gòu)嚴(yán)重受損，放電過程就難于繼續(xù)進(jìn)行。常溫條件下，隨著充放電循環(huán)，正極活性物質(zhì)PbO₂顆粒會逐漸變小，被還原為PbSO₄，顆粒間逐漸失去連接、活性物質(zhì)孔徑變大，宏觀表現(xiàn)為活性物質(zhì)泥化、脫落，嚴(yán)重時(shí)極板整體結(jié)構(gòu)遭到破壞，無法繼續(xù)使用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供減緩正極活性物質(zhì)脫落的鉛酸蓄電池正極鉛膏，以減輕現(xiàn)有技術(shù)中隨著充放電循環(huán)、正極活性物質(zhì)間失去連接、容易脫落的問題，實(shí)現(xiàn)減緩正極活性物質(zhì)的脫落，提高蓄電池使用壽命的目的。

本發(fā)明通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

減緩正極活性物質(zhì)脫落的鉛酸蓄電池正極鉛膏，其特征在于，由下列重量份配比的原料混合而成：鉛粉100，硫酸4～10，碳素材料0.5，磷酸0.6，合成纖維0.5，硫酸鎂0.3，其中所述合成纖維為3～10旦尼爾。

針對現(xiàn)有技術(shù)中隨著充放電循環(huán)、正極活性物質(zhì)間失去連接、容易脫落的問題，本發(fā)明提出一種減緩正極活性物質(zhì)脫落的鉛酸蓄電池正極鉛膏，其中所述碳素材料、磷酸、合成纖維、硫酸鎂均作為添加劑使用。碳素材料屬于高表面活性物質(zhì)，具有較高的吸附性，能很好的吸附電解液，從而提高硫酸電解液對極板活性物質(zhì)的接觸、滲透，這就相對提高了活性物質(zhì)的利用率。另外，由于碳素材料的顆粒很細(xì)，在充放電過程中體積一般不發(fā)生變化，可以防止活性物質(zhì)的收縮和結(jié)塊。本發(fā)明特別在配方中加入了磷酸，磷酸加入正極鉛膏后，鉛和鉛合金可與磷酸作用生成一種中間產(chǎn)物Pb₃(PO₄)₂，這種中間產(chǎn)物的存在，抑制了板柵合金與正極板活性物質(zhì)PbO₂界面上的PbO₂被還原為PbSO₄的速度，特別是板柵合金與腐蝕產(chǎn)物之間的過渡層，當(dāng)過渡層存在時(shí)，板柵合金與腐蝕產(chǎn)物內(nèi)層的α-PbO₂之間的結(jié)合力得到改善，從而使腐蝕產(chǎn)物具有較好的保護(hù)層，可延長板柵合金的使用壽命。中間產(chǎn)物Pb₃(PO₄)₂的生成，同時(shí)也改善了板柵腐蝕內(nèi)層α-PbO₂與外層的β-PbO₂之間的結(jié)合力，從而提高了活性物質(zhì)PbO₂與板柵的粘結(jié)力，減少了活性物質(zhì)的脫落。另外，磷酸的加入對PbO₂與硫酸的放電反應(yīng)過程也具有一定的抑制作用，因而可降低PbO₂的自放電，提高電池蓄電量。此外，為增加正極板的強(qiáng)度，防止鉛膏脫落，還加入合成纖維，其中合成纖維的用量太少起不到增強(qiáng)極板強(qiáng)度的作用，用量太多會給極板涂填增加困難。此外，申請人經(jīng)研究后發(fā)現(xiàn)，合成纖維的粗細(xì)度也對其增加正極板強(qiáng)度的效果有顯著影響，具體為3～10旦尼爾內(nèi)的合成纖維，其鉛膏脫落明顯減緩。其中旦尼爾為紡織業(yè)常用線密度單位，表征粗細(xì)程度。所述硫酸鎂作為成孔劑加入，它具有良好的膠結(jié)性能，硫酸鎂與正極鉛膏中的氧化鉛作用，會生成氧化鉛水合物，這種水合物在極板干燥時(shí)，能夠在極板中生成結(jié)晶結(jié)構(gòu)，因此具有良好的粘接作用，能夠進(jìn)一步降低正極活性物質(zhì)的脫落。

進(jìn)一步的，所述碳素材料為乙炔黑、石墨、多并苯、碳纖維中的一種或多種。

進(jìn)一步的，所述碳素材料為石墨。在各種碳素材料中，石墨的耐氧化程度最高，能夠使正極活性物質(zhì)保持高的孔率并增強(qiáng)導(dǎo)電性，從而可提高電池的初期容量及得到較好的充電接受能力。

進(jìn)一步的，所述石墨為能夠通過200目篩網(wǎng)的超細(xì)石墨。以確保石墨在添加劑內(nèi)分布充分均勻，同時(shí)確保石墨顆粒足夠細(xì)，避免活性物質(zhì)的收縮和結(jié)塊。

進(jìn)一步的，所述合成纖維為腈綸或丙綸。

進(jìn)一步的，所述合成纖維的長度為3～5mm。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下的優(yōu)點(diǎn)和有益效果：

1、本發(fā)明減緩正極活性物質(zhì)脫落的鉛酸蓄電池正極鉛膏，重量配比為鉛粉100，硫酸4～10，碳素材料0.5，磷酸0.6，合成纖維0.5，硫酸鎂0.3；磷酸加入正極鉛膏后，鉛和鉛合金可與磷酸作用生成一種中間產(chǎn)物Pb₃(PO₄)₂，這種中間產(chǎn)物的存在，抑制了板柵合金與正極板活性物質(zhì)PbO₂界面上的PbO₂被還原為PbSO₄的速度，特別是板柵合金與腐蝕產(chǎn)物之間的過渡層，當(dāng)過渡層存在時(shí)，板柵合金與腐蝕產(chǎn)物內(nèi)層的α-PbO₂之間的結(jié)合力得到改善，從而使腐蝕產(chǎn)物具有較好的保護(hù)層，可延長板柵合金的使用壽命。中間產(chǎn)物Pb₃(PO₄)₂的生成，同時(shí)也改善了板柵腐蝕內(nèi)層α-PbO₂與外層的β-PbO₂之間的結(jié)合力，從而提高了活性物質(zhì)PbO₂與板柵的粘結(jié)力，減少了活性物質(zhì)的脫落。另外，磷酸的加入對PbO₂與硫酸的放電反應(yīng)過程也具有一定的抑制作用，因而可降低PbO₂的自放電，提高電池蓄電量；此外，加入的合成纖維為3～10旦尼爾內(nèi)的合成纖維，其鉛膏脫落明顯減緩。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，下面結(jié)合實(shí)施例，對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，本發(fā)明的示意性實(shí)施方式及其說明僅用于解釋本發(fā)明，并不作為對本發(fā)明的限定。

實(shí)施例1：

減緩正極活性物質(zhì)脫落的鉛酸蓄電池正極鉛膏，由下列原料混合而成：鉛粉100g，硫酸4g，乙炔黑0.5g，磷酸0.6g，腈綸0.5g，硫酸鎂0.3g；其中腈綸的粗細(xì)度為3旦尼爾，腈綸的長度為3mm。

實(shí)施例2：

減緩正極活性物質(zhì)脫落的鉛酸蓄電池正極鉛膏，由下列原料混合而成：鉛粉100g，硫酸4g，石墨0.5g，磷酸0.6g，腈綸0.5g，硫酸鎂0.3g；其中腈綸的粗細(xì)度為3旦尼爾，腈綸的長度為3mm。

實(shí)施例3：

減緩正極活性物質(zhì)脫落的鉛酸蓄電池正極鉛膏，由下列原料混合而成：鉛粉100g，硫酸10g，石墨0.5g，磷酸0.6g，腈綸0.5g，硫酸鎂0.3g；其中腈綸的粗細(xì)度為10旦尼爾，腈綸的長度為5mm。

實(shí)施例4：

減緩正極活性物質(zhì)脫落的鉛酸蓄電池正極鉛膏，由下列原料混合而成：鉛粉100g，硫酸10g，多并苯0.5g，磷酸0.6g，丙綸0.5g，硫酸鎂0.3g；其中丙綸的粗細(xì)度為6旦尼爾，丙綸的長度為4mm。

參照實(shí)施例1：

減緩正極活性物質(zhì)脫落的鉛酸蓄電池正極鉛膏，由下列原料混合而成：鉛粉100g，硫酸4g，石墨0.5g，腈綸0.5g，硫酸鎂0.3g；其中腈綸的粗細(xì)度為3旦尼爾，腈綸的長度為3mm。

參照實(shí)施例2：

減緩正極活性物質(zhì)脫落的鉛酸蓄電池正極鉛膏，由下列原料混合而成：鉛粉100g，硫酸4g，石墨0.5g，磷酸0.6g，腈綸0.5g，硫酸鎂0.3g；其中腈綸的粗細(xì)度為1旦尼爾，腈綸的長度為3mm。

參照實(shí)施例3：

減緩正極活性物質(zhì)脫落的鉛酸蓄電池正極鉛膏，由下列原料混合而成：鉛粉100g，硫酸4g，石墨0.5g，磷酸0.6g，腈綸0.5g，硫酸鎂0.3g；其中腈綸的粗細(xì)度為12旦尼爾，腈綸的長度為3mm。

參照實(shí)施例4：

減緩正極活性物質(zhì)脫落的鉛酸蓄電池正極鉛膏，由下列原料混合而成：鉛粉100g，硫酸10g，石墨0.5g，磷酸0.7g，丙綸0.5g，硫酸鎂0.3g；其中丙綸的粗細(xì)度為6旦尼爾，丙綸的長度為4mm。

參照實(shí)施例5：

減緩正極活性物質(zhì)脫落的鉛酸蓄電池正極鉛膏，由下列原料混合而成：鉛粉100g，硫酸10g，石墨0.5g，磷酸0.5g，丙綸0.5g，硫酸鎂0.3g；其中丙綸的粗細(xì)度為8旦尼爾，丙綸的長度為4mm。

表1

表2

其中：

表1為使用各實(shí)施例及參照實(shí)施例中正極鉛膏制作而成的鉛酸蓄電池在經(jīng)過200次充放電后，正極鉛膏上的正極活性物質(zhì)脫落率；

表2為使用各實(shí)施例及參照實(shí)施例中正極鉛膏制作而成的鉛酸蓄電池在經(jīng)過500次充放電后，正極鉛膏上的正極活性物質(zhì)脫落率。

實(shí)施例2與參照實(shí)施例1區(qū)別在于是否加入磷酸，由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可發(fā)現(xiàn)，加入磷酸后的添加劑，其正極鉛膏上的正極活性物質(zhì)的脫落率明顯降低，表明本發(fā)明中在添加劑中加入磷酸具有顯著效果。

實(shí)施例1與實(shí)施例2的區(qū)別在于所選取的碳素材料。優(yōu)選石墨作為碳素材料，其效果好于乙炔黑。

參照實(shí)施例2、參照實(shí)施例3中合成纖維的粗細(xì)度在本發(fā)明要求保護(hù)的粗細(xì)度區(qū)間之外，其效果具有明顯差異。

參照實(shí)施例4、參照實(shí)施例5中磷酸占比不符合本發(fā)明要求保護(hù)的范圍，其正極鉛膏上正極活性物質(zhì)脫落程度低于不添加磷酸時(shí)的程度，但是也相對本發(fā)明中所保護(hù)比例較高。

如上所述，本發(fā)明可較好的實(shí)現(xiàn)減少正極活性物質(zhì)的脫落，提高蓄電池使用壽命的目的。

以上所述的具體實(shí)施方式，對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式而已，并不用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。