增加铅碳电池循环寿命的方法技术

本发明专利技术公开了一种增加铅碳电池循环寿命的方法，该方法通过对配套的负极板、隔板和电解液进行改进设计而实现目的。所述负极板所用材质在常规组分的基础上，按质量百分比添加3～7%的复合炭材料。所述隔板为袋式结构，用聚乙烯压制成形。所述电解液在常规组分的基础上按质量百分比添加0.05～1.0%的高氯酸钠和0.8～2.0%的无水硫酸钠。本发明专利技术通过添加上述组分，达到改善负极板导电能力、增加活性物质利用率、提升电池欠充和过充能力、加快Pb氧化成PbO2的速率的目的。电解液改性后具有抑制枝晶短路的能力，直接减少硫酸盐化的可能性，从而大大延长电池的循环寿命。本发明专利技术适合各种规格的铅碳电池应用。

Ways to Increase the Cyclic Life of Lead-carbon Batteries

The invention discloses a method for increasing the cycle life of lead-carbon batteries. The method realizes the purpose by improving the design of matching negative plates, separators and electrolytes. The material used for the negative plate is based on the conventional components, and 3-7% composite carbon material is added according to the mass percentage. The separator is a bag structure and is formed by pressing with polyethylene. The electrolyte adds 0.05-1.0% sodium perchlorate and 0.8-2.0% sodium anhydrous sulfate according to the mass percentage on the basis of conventional components. By adding the above components, the invention achieves the purposes of improving the conductivity of the negative plate, increasing the utilization ratio of active substances, enhancing the undercharging and overcharging capacity of the battery, and accelerating the rate of oxidation of lead to lead dioxide. The modified electrolyte has the ability of restraining dendrite short circuit, directly reducing the possibility of sulfation, thus greatly prolonging the cycle life of the battery. The invention is suitable for the application of lead-carbon batteries of various specifications.

【技术实现步骤摘要】
增加铅碳电池循环寿命的方法
本专利技术属于电化学电池
，具体地讲，本专利技术涉及一种铅碳电池，特别是一种增加铅碳电池循环寿命的方法。
技术介绍
铅碳电池是一种在铅酸电池基础上改进设计而成的新型储能产品，它除保留了铅酸电池的比能量优势，又具有超级电容器瞬间大容量充电的优点。正由于铅碳电池集这些特性于一身，近几年来铅碳电池在交通、通信、电力、军事、航空等领域得到普及性配套。但是，现有技术的铅碳电池仍然存在一些不足，特别是负极板结构及材质有欠缺，负极活性物质和电解液配置不尽合理，使用中易发生硫酸盐化问题。由于硫酸盐化问题是电池产品的大忌，一旦发生便对电池性能产生严重的负面影响。硫酸盐化过程是一种典型的化合反应过程，因生成的结晶不可逆转，随着硫酸盐化的继续，电池性能便持续减退，最明显问题体现在电池的循环寿命快速减退，直至电池失效。
技术实现思路
本专利技术主要针对现有技术的不足，提出一种增加铅碳电池寿命的方法，该方法简捷、选材正确、配置合理、实施容易，能够有效减缓电池的硫酸盐化进程，有利于提升循环寿命指标。本专利技术通过下述技术方案实现技术目标。增加铅碳电池循环寿命的方法，该方法通过对配套的负极板、隔板和电解液进行改进设计而实现目的。其改进之处在于：所述负极板所用材质在常规组分的基础上，按质量百分比添加3～7%的复合炭材料。所述隔板为袋式结构，用聚乙烯压制成形。所述电解液在常规组分的基础上按质量百分比添加0.05～1.0%的高氯酸钠和0.8～2.0%的无水硫酸钠。作为进一步改进方案，所述复合炭材料为炭黑、聚苯胺和碳纤维的混合体，它按质量比3：1：1配制。作为进一步改进方案，所述隔板成形后整体用表面活性剂处理。本专利技术与现有技术相比，具有以下积极效果：1、负极板采用冲压成形的板栅与复合炭材料结合，既提高板栅耐腐蚀能，又改善负极板导电能力，并且增加活性物质利用率，减小内阻，有利于提升电池的欠充和过充能力，解决部分荷电下电池充电不足的问题。2、隔板经表面活性剂处理后，除亲水性好外，还降低内阻。3、在电解液中添加高氯酸钠与无水硫酸钠，有效提高电解液的导电性能，加快Pb氧化为PbO2的速率，同时能够抑制枝晶短路，减少硫酸化的可能性，有效延长电池的循环寿命。4、本专利技术方法简捷，实施容易，生产成本低，易于规模化生产。具体实施方式下面通过实施例来进一步说明本专利技术。本专利技术是一种增加铅碳电池循环寿命的方法，该方法通过对配套的负极板、隔电解液进行改进设计而实现目的。所述负极板所用材质，是一种在常规组分的基础上按质量百分比添加一定量的复合炭材料。所述复合炭材料为炭黑、聚苯胺和碳纤维的混合体，该混合体按质量比3：1：1配制。所述隔板为袋式结构，用聚乙烯压制成形，制成的隔板整体用表面活性剂处理，由此增加隔板的亲水性，改善耐蚀性和降低内阻，使得罩套的负极活性物质不易软化、不粘附，从而避免微孔堵塞，有利于提高电池循环寿命。所述电解液是一种在常规组分基础上按质量百分比添加了微量的高氯酸钠和无水酸钠，通过改性后有效增强电解液的导电性能，显著加快Pb氧化为PbO2的速率，同时有效抑制枝晶短路，减少负极板硫酸盐化机率，从而达到延长电池的循环寿命。下面结合实施例来进一步说明添加复合炭材料、高氯酸钠和无水硫酸钠对产品性能的影响，具体添加量见下表：各实施例添加组分份量表上述三项实施例统一制成12V200Ah铅碳电池、每项实施例样本电池为8只，以10hr容量计算，化成采用内化成制式，电池下线后，静置48小时。每项实施例的8只样本电池配成2组，每组4只。分别进行POSC30%～90%循环寿命和循环耐久性循环寿命测试。另外，在相同条件下对现有技术产品进行性能对比测试，检测设备48V100A型蓄电池循环检测仪及恒功率放电仪。实施例1实施例1中按质量百分比添加5%的复合炭材料，所述电解液按质量百分比添加0.5%的高氯酸钠和0.14%的无水酸钠。测试顺序如下：1、POSC30%～90%循环寿命选择第1组的4只样本电池作循环寿命测试，测试环境温度为25℃±2℃，循环制式：a、0.2C10放0.5h；b、0.1C10放5h；c、14.1V/只，限流0.2C10充3h；d、重复b、c步骤，循环100次；e、循环100次结束后以14.1v/只，限流0.1C10充电16h，充电结束再进行C10容量检测；f、重复a-e步骤，直至核对性容量检测小于60%C10为止；g、当核对容量检测小于60%C10时，需要再次确认。按上述制订的循环寿命制式进行循环至整组样本电池的放电容量低于额定容量的60%时，循环次数8000次，现有技术的电池循环次数只有1200次左右。另外本次实施样本电池循环1000次时，容量为初始容量的99.53%，容量衰减0.47%。现有技术的电池循环1000次容量衰减了22%，由此可见，本专利技术的容量衰减速度明显减小，循环寿命性能有了明显提高。2、循环耐久性试验将第2组的4只样本电池作循环耐久性寿命测试，测试环境温度为25℃±2℃，循环制式：a、以0.2C10电流放电2h；b、以13.5V/只，限流0.2C10，充电22h；c、重复b、c步骤，循环50次；d、循环100次结束后以14.1V/只，限流0.1C10充电16h，充电结束再进行C10容量检测；e、重复a-e步骤，直至核对性容量检测小于60%C10为止；f、当核对容量检测小于80%C10时，需要再次确认。按上述制订的循环寿命制式进行循环至整组样本电池的放电容量低于额定容量的80%时，循环次数3500次，现有技术的电池循环次数只有400次左右。另外本次实施样本电池循环300次时，容量为初始容量的97.2%，容量衰减2.8%。现有技术的电池循环300次容量衰减了16%，由此可见，本专利技术的容量衰减速度明显减小，循环寿命性能有了明显提高。实施例2和实施例3实施例2和实施例3同实施例1的技术方案完全相同，不同之处仅为负极板添加的复合材料按照质量百分比分别添加3%和7%。电解液在常规铅酸电池配置的基础上，按质量百分比分别添加0.05%和1%的高氯酸钠，按质量百分比分别添加0.8%和2%的无水硫酸钠。实施例2和实施例3测试结果比实施例1测试结果稍差一点，上下偏差约5%左右，但远高于现有技术的性能。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种增加铅碳电池循环寿命的方法，该方法通过对配套的负极板、隔板和电解液进行改进设计而实现目的；其特征在于：所述负极板所用材质在常规组分的基础上，按质量百分比添加3～7%的复合炭材料；所述隔板为袋式结构，用聚乙烯压制成形；所述电解液在常规组分的基础上按质量百分比添加0.05～1.0%的高氯酸钠和0.8～2.0%的无水硫酸钠。

【技术特征摘要】
1.一种增加铅碳电池循环寿命的方法，该方法通过对配套的负极板、隔板和电解液进行改进设计而实现目的；其特征在于：所述负极板所用材质在常规组分的基础上，按质量百分比添加3～7%的复合炭材料；所述隔板为袋式结构，用聚乙烯压制成形；所述电解液在常规组分的基础上按质量百分比添加0.05～1....

【专利技术属性】
技术研发人员：树荣亮，李静，徐冬明，杨宝峰，楼志强，
申请(专利权)人：双登集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32