电动叉车用碳烯阀控密封式铅酸蓄电池及生产工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种电动叉车用碳烯阀控密封式铅酸蓄电池及生产工艺，包括正极板、负极板、隔板、电池槽、电池盖及硫酸电解液；所述正极板和负极板均采用涂膏板式结构，正极铅膏或负极铅膏或正负极铅膏中添加有碳烯材料。其中单层、多层石墨烯碳烯材料具有优异的尺寸效应、表面效应和超强的导电性能、吸附能力。加入极板中不仅大大增加了极板电化学反应表面积，也增加了极板的孔隙率及吸水、吸酸能力。碳烯材料使极板的电能化学能的转换率增强、内阻减小，充放电效率提高，蓄电池容量增加，自放电率小。碳烯材料在极板中形成活性物质基核，抑制粗大的PbSO4结晶生成，能抑制极板“硫酸盐化”，减缓蓄电池容量衰减速度，延长蓄电池的使用寿命。

Carbonene Valve-controlled Sealed Lead-acid Battery for Electric Forklift and Its Production Technology

【技术实现步骤摘要】
电动叉车用碳烯阀控密封式铅酸蓄电池及生产工艺
本专利技术涉及铅酸蓄电池
，特别是涉及一种电动叉车用碳烯阀控密封式铅酸蓄电池。
技术介绍
目前，中国及其他世界各国的电动叉车用铅酸蓄电池全部都是采用正极板为管式、负极板为板式结构的管式铅酸蓄电池，且绝大多数一直采用开口式结构。管式铅酸蓄电池虽然具有深放电性能较好、寿命较长的特点，比较适用于作牵引电源。但开口式铅酸蓄电池却有一个致命的问题就是污染环境严重、环保性差，这与国家大力发展全密封铅酸蓄电池的行业政策极不相符。近几年虽然出现了正极板为管式结构的胶体密封电动叉车用铅酸蓄电池，但在一些关键技术性能上还有待进一步提高。以往电动叉车用铅酸蓄电池之所以不能做成阀控密封式结构，是因为阀控密封式铅酸蓄电池在放电时产生氢气，在充电时提前析出的氧气和氢气还原反应成水，充放电反应过程氢气的产生和吸收应该达到平衡。而电动叉车用铅酸蓄电池多数处在大负载、长时间放电状态下工作，不能及时充电，长时间放电必然会产生过量的气体从排气阀排出导致失水，失水严重时极板上部会暴露在空气中，受到氧化作用在负极板表面形成一层白色坚硬的结晶体(即硫酸盐化)，硫酸盐化使极板的电化学反应面积减少、容量下降；同时硫酸盐化导致蓄电池体发热、温升增快，使失水进一步加速，极板硫化加重，形成恶性循环，引起蓄电池早期报废。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种正、负极板都为板式结构的高性能、长寿命、环保型、免维护的电动叉车用碳烯阀控密封式铅酸蓄电池及生产工艺。利用碳烯材料超常规的特殊性能，结合电动叉车用蓄电池深放电等特点，根据蓄电池的不同使用要求将常规的蓄电池活性物质与碳烯材料有机结合得到科学的配方(在正极铅膏中添加碳烯材料，能提蓄电池高初期容量、增强正极板板栅与活性物质结合强度减少垮粉、延长蓄电池寿命；在负极铅膏中添加碳烯材料，能有效地抑制极板“硫酸盐化”，提高蓄电池充放电性能、减缓蓄电池容量衰减速度、延长蓄电池的使用寿命；在正极板和负极板中同时添加不同含量的碳烯材料，既能获得较高的初期容量，又能保证较长的使用寿命)，然后通过试验得到与之相适应的工艺制造方法，将以往的正极管式、负极板式的电动叉车用管式铅酸蓄电池改变成正、负极板都为板式结构的阀控密封式铅酸蓄电池。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案具体如下：一种电动叉车用碳烯阀控密封式铅酸蓄电池，包括正极板、负极板、隔板、电池槽、电池盖及硫酸电解液；所述正极板和负极板均采用涂膏板式结构，正极铅膏或负极铅膏或正负极铅膏中添加有碳烯材料。其中，所述碳烯材料为含有单层石墨烯和多层石墨烯且5年不发生聚团的碳微粒悬液组成。其中，所述单层石墨烯和多层石墨烯的有效含量为0.5％。其中，所述单层石墨烯和多层石墨烯的导电率﹥3.0s/m、表面电位-300～380mV。其中，所述单层石墨烯粒径≤0.6nm，所占比例约30％。其中，所述多层石墨烯的粒径≤15nm，所占比例约70％。其中，当所述碳烯材料只在正极铅膏中添加时，添加量为正极铅膏中铅粉重量的1～3％；当所述碳烯材料只在负极铅膏中添加时，添加量为负极铅膏中铅粉重量的3～5％；当所述碳烯材料在正、负极铅膏中都添加时，正极铅膏的添加量为正极铅膏中铅粉重量的1～3％；负极铅膏的添加量为负极铅膏中铅粉重量的3～5％。其中，正极板栅、负极板栅均采用铅钙合金。其中，所述铅钙合金的含钙量0.08～0.12％、含铝量0.08～0.12％。其中，(1)当正、负极铅膏都添加碳烯材料时，正铅膏配方：铅粉100kg、短纤维50g、纯水7～9L、密度1.40kg/L浓度50％的H2SO4溶液5.72L、有效含量0.5％的碳烯材料3L；负铅膏配方：铅粉100kg、短纤维50g、纯水5～7L、密度1.40kg/L浓度50％的H2SO4溶液5.72L、有效含量0.5％的碳烯材料5L、挪威木素250g、乙炔炭黑200g、BaSO4500g；(2)当正极铅膏添加碳烯材料、负极铅膏不添加碳烯材料时，正铅膏配方：铅粉100kg、短纤维50g、纯水7～9L、密度1.40kg/L浓度50％的H2SO4溶液5.72L、有效含量0.5％的碳烯材料3L；负铅膏配方：铅粉100kg、短纤维50g、纯水10～12L、密度1.40kg/L浓度50％的H2SO4溶液5.72L、挪威木素250g、乙炔炭黑200g、BaSO4500g；(3)当正极铅膏不添加碳烯材料、负极铅膏添加碳烯材料时，正铅膏配方：铅粉100kg、短纤维50g、纯水10～12L，密度1.40kg/L浓度50％的H2SO4溶液5.72L；负铅膏配方：铅粉100kg、短纤维50g、纯水5～7L、密度1.40kg/L浓度50％的H2SO4溶液5.72L、挪威木素250g、乙炔炭黑200g、BaSO4500g、有效含量0.5％的碳烯材料5L。电动叉车用碳烯阀控密封式铅酸蓄电池的生产工艺，包括正铅膏生产工艺和负铅膏生产工艺；正铅膏生产工艺：在7L纯水中加入有效含量0.5％的碳烯材料3L、短纤维50g混匀→把100kg铅粉倒入和膏机中→1次倒入混有有效含量0.5％的碳烯材料3L、短纤维50g的纯水不停搅拌→缓缓加入浓度50％、密度1.40kg/L的H2SO4溶液5.72L，连续加酸时间不少于10min，测铅膏温度，如温度高于68℃，立即开冷却水；连续搅拌不少于45min，待铅膏温度降至40±3℃时，测铅膏视密度，必要时加适量纯水调整铅膏密度至4.20±0.05kg/L，停机出膏；负铅膏生产工艺：在5L纯水中加入碳烯材料5L、短纤维50g混匀→把100kg铅粉倒入和膏机中→1次倒入混有有效含量0.5％的碳烯材料5L、50g短纤维的5L纯水，不停搅拌→缓缓加入浓度50％、密度1.40kg/L的H2SO4溶液5.72L，连续加酸时间不少于10min，测铅膏温度，如温度高于68℃，立即开冷却水；连续搅拌不少于45min，待铅膏温度降至40±3℃时，测铅膏视密度，必要时加适量纯水调整铅膏密度至4.30±0.05kg/L，停机出膏；涂板、固化、干燥：固化时间48小时，湿度97％以上、温度78～84℃，干燥时间大于24小时、湿度20％、温度50℃以上→组装→加酸→以内化成的方法将蓄电池充足电、达到额定容量，完成电动叉车用碳烯阀控密封式铅酸蓄电池的生产。同现有技术相比，本专利技术的突出效果在于：本专利技术提供的电动叉车用碳烯阀控密封式铅酸蓄电池，能将传统的正极板管式结构成功的改变成为板式结构，关键在于在极板中加入了新型的碳烯材料。单层、多层石墨烯碳烯材料具有优异的尺寸效应、表面效应和超强的导电性能、吸附能力。加入极板中不仅大大增加了极板电化学反应表面积，也增加了极板的孔隙率及吸水、吸酸能力，使蓄电池的充放电效率得到提高、充放电性能得到改善；碳烯材料具有高导电性能，掺混在活性物质间起到电子搭桥作用，使极板的电能化学能的转换率增强、内阻减小，充放电效率提高，蓄电池常温和低温容量增加，自放电率小；碳烯材料具有化学活性和表面吸附性强等特点，提高了极板上活性物质之间以及活性物质与板栅之间的结合强度，抑制了极板活性物质的脱落，使蓄电池容量衰减速度减慢、寿命延长；碳烯材料在极板中形成微小颗粒的活性物质基核，抑制粗大的PbSO4结晶的生成，能有效地抑制极板本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电动叉车用碳烯阀控密封式铅酸蓄电池，其特征在于：包括正极板、负极板、隔板、电池槽、电池盖及硫酸电解液；所述正极板和负极板均采用涂膏板式结构，正极铅膏或负极铅膏或正负极铅膏中添加有碳烯材料。

【技术特征摘要】
1.一种电动叉车用碳烯阀控密封式铅酸蓄电池，其特征在于：包括正极板、负极板、隔板、电池槽、电池盖及硫酸电解液；所述正极板和负极板均采用涂膏板式结构，正极铅膏或负极铅膏或正负极铅膏中添加有碳烯材料。2.根据权利要求1所述的电动叉车用碳烯阀控密封式铅酸蓄电池，其特征在于：所述碳烯材料由含有单层石墨烯和多层石墨烯且5年内不发生聚团的碳微粒悬液组成。3.根据权利要求2所述的电动叉车用碳烯阀控密封式铅酸蓄电池，其特征在于：所述单层石墨烯和多层石墨烯的有效含量为0.5％。4.根据权利要求2所述的电动叉车用碳烯阀控密封式铅酸蓄电池，其特征在于：所述单层石墨烯和多层石墨烯的导电率﹥3.0s/m、表面电位-300～380mV。5.根据权利要求2所述的电动叉车用碳烯阀控密封式铅酸蓄电池，其特征在于：所述单层石墨烯粒径≤0.6nm，所占比例为30％；所述多层石墨烯的粒径≤15nm，所占比例为70％。6.根据权利要求1所述的电动叉车用碳烯阀控密封式铅酸蓄电池，其特征在于：当所述碳烯材料只在正极铅膏中添加时，添加量为正极铅膏中铅粉重量的1～3％；当所述碳烯材料只在负极铅膏中添加时，添加量为负极铅膏中铅粉重量的3～5％；当所述碳烯材料在正、负极铅膏中都添加时，正极铅膏的添加量为正极铅膏中铅粉重量的1～3％；负极铅膏的添加量为负极铅膏中铅粉重量的3～5％。7.根据权利要求1所述的电动叉车用碳烯阀控密封式铅酸蓄电池，其特征在于：正极板栅、负极板栅均采用铅钙合金。8.根据权利要求7所述的电动叉车用碳烯阀控密封式铅酸蓄电池，其特征在于：所述铅钙合金的含钙量0.08～0.12％、含铝量0.08～0.12％。9.根据权利要求1-8任一所述的电动叉车用碳烯阀控密封式铅酸蓄电池，其特征在于：(1)当正、负极铅膏都添加碳烯材料时，正铅膏配方：铅粉100kg、短纤维50g、纯水7～9L、密度1.40kg/L浓度50％的H2SO4溶液5.72L、有效含量0.5％的碳烯材料3L；负铅膏配方：铅粉100kg、短纤维50g、纯水5～7L、密度1.40kg/L浓度50％的H2SO4溶液5.72L、有效含量0.5％的碳烯材料5L、挪威木素250g、乙炔炭黑200g、BaSO4500g；(2)当正极铅膏添加碳烯材料、负极铅膏不添加碳烯材料时，正铅膏配方：铅粉10...

【专利技术属性】
技术研发人员：艾保忠，姜涛，
申请(专利权)人：深圳中天烯源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44