高倍率铅酸蓄电池负极铅膏及制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高倍率铅酸蓄电池负极铅膏，它包括下列按质量百分比计量的组分：铅粉、去离子水、硫酸、硫酸钡、木素、粘结剂、高倍率添加剂。所述高倍率添加剂由KS15石墨粉、碳纤维和气相法二氧化硅混合而成。本发明专利技术还公开了相配套的制备方法，首先将量取的铅粉、粘结剂、硫酸钡、木素和高倍率添加剂一并投入到搅拌机内，在真空状态下先作干料混合，然后分别在规定的时间内匀速加入去离子水和硫酸，经持续搅拌制成负极铅膏。本发明专利技术通过在常规组分的基础上微量添加高倍率添加剂，使得制成的负极铅膏活性倍增，配套的电池放电倍率可提高50%以上，循环寿命也能提高一倍左右。

Anode Paste for High Rate Lead-acid Batteries and Its Preparation Method

【技术实现步骤摘要】
高倍率铅酸蓄电池负极铅膏及制备方法
本专利技术属于电化学电池制造
，具体地讲，本专利技术涉及一种铅酸蓄电池负极铅膏，特别是高倍率铅酸蓄电池负极铅膏，本专利技术还涉及配套的制备方法。
技术介绍
当今世界，互联网技术已在大多数国家得到广泛应用，在这大数据时代中，各国政府及企业十分重视数据中心建设。数据中心配套主体设备是计算机及相关办公设备，而这些设备离不开电源。在现有技术条件下配套数据中心的优选电源设备是铅酸蓄电池。但是，市售的铅酸蓄电池寿命和高倍率性能与配套要求有些差距，用户一直期待本行业提供一种更经济、寿命更长的高率铅酸蓄电池。本行业工程技术人员悉知，铅酸蓄电池的高倍率性能及寿命指标，主要受制于负极铅膏中活性物质的质量。现在市售铅酸蓄电池内置的负极铅膏没有突破传统组分，制成的负极铅膏活性不足，放电时间短，达不到高倍率输出要求。
技术实现思路
本专利技术主要针对现有技术制成的电池产品高倍率性能差、寿命短的缺陷，提出一种组分配置合理、原料易得、活性足的高倍率铅酸蓄电池负极铅膏。本专利技术还提出高倍率铅酸蓄电池负极铅膏制备方法，该方法实施条件低、操作便捷、易实现产业化。本专利技术通过下述技术方案实现技术目标。高倍率铅酸蓄电池负极铅膏，其改进之处在于它包括下列按质量百分比计量的组分：铅粉78～80%、去离子水9.5～11%、硫酸8.5～9.0%、硫酸钡0.7～1.0%、木素0.2～0.3%、粘结剂0.1～0.2%、高倍率添加剂1.0～1.5%。作为进一步改进方案，所述硫酸的酸密度在25℃时为1.35～1.40g/ml。作为进一步改进方案，所述高倍率添加剂包括下列按质量百分比计量的组分：KS15石墨粉46～50%、碳纤维34～36%、气相法二氧化硅16～18%。一种高倍率铅酸蓄电池负极铅膏制备方法，其改进之处在于按下列步骤进行：a、将量取的碳纤维、气相法二氧化硅和KS15石墨粉一并投入到搅拌机内，采用搅拌方法掺和成高倍率添加剂，搅拌时长15～30min；b、将量取的铅粉、粘结剂、硫酸钡、木素和高倍率添加剂一并投入到另一搅拌机内，在真空状态下搅拌5～7min得到混合均匀的干料；c、继续在真空状态下往干料中添加去离子水，在5～8min内匀速加完，边加边搅拌，去离子水加完后继续搅拌5～6min；d、最后仍然在真空状态下添加硫酸，在15～16min内匀速加完，边加边搅拌，硫酸加完后继续搅拌5～10min制成负极铅膏。作为进一步改进方案，所述真空状态为-0.7～-0.8KPa。本专利技术与现有技术相比，具有以下积极效果：1、新增的高倍率添加剂组分合理、原料易得、配置容易；2、在常规组分的基础上微量添加高倍率添加剂，使得制成的负极铅膏活性倍增，配套的电池放电倍率可提高50%以上，循环寿命也能提高一倍左右；3、此方法实施简便，仅用常规设备就能实现工业化生产。具体实施方式下面通过实施例来进一步说明本专利技术。根据高倍率铅酸蓄电池负极铅膏既定的组分配制实施例1和实施例2，具体数量见《负极铅膏组分配置表》。负极铅膏组分配置表上述组分中高倍率添加剂是一种复合材料，它由碳纤维、气相法二氧化硅和KS15石墨粉配制而成，实施例1和实施例2应用的高倍率添加剂组分见《高倍率添加剂组分配置表》。高倍率添加剂组分配置表一、取用实施例既定组分制备高倍率铅酸蓄电池负极铅膏，该方法按下列步骤进行：a、首先按高倍率添加剂组分配置表中实施例1既定的量量取碳纤维、气相法二氧化硅和KS15石墨粉，将量取的原料一并投入到搅拌机内，采用搅拌方法掺和成高倍率添加剂，搅拌时长15min。b、按负极铅膏组分配置表中的实施例1量取原料，这些原料一并投入到另一搅拌机内，在-0.7KPa的真空条件下搅拌5min得到混合均匀的干料。c、继续在-0.7KPa的真空条件下，往干料中添加去离子水，在5～6min内匀速加完，边加边搅拌，去离子水加完后继续搅拌5min。d、最后仍然在-0.7KPa的真空状态下添加硫酸，本实施例添加的硫酸酸密度在25℃时为1.35g/ml，硫酸在15～16min内匀速加完，边加边搅拌，硫酸加完后继续搅拌5min制成负极铅膏。二、取用实施例2既定组分制备，该方法按下列步骤进行：a、首先按高倍率添加剂组分配置表中实施例2既定的量量取碳纤维、气相法二氧化硅和KS15石墨粉，将量取的原料一并投入到搅拌机内，采用搅拌方法掺和成高倍率添加剂，搅拌时长30min。b、按负极铅膏组分配置表中的实施例2量取原料，这些原料一并投入到另一搅拌机内，在-0.8KPa的真空状态下搅拌7min得到混合均匀的干料。c、继续在-0.8KPa的真空状态下，往干料中添加去离子水，在7～8min内匀速加完，边加边搅拌，去离子水加完后继续搅拌6min。d、最后仍然在-0.8KPa的真空状态下添加硫酸，本实施例添加的硫酸酸密度在25℃时为1.40g/ml，硫酸在15～16min内匀速加完，边加边搅拌，硫酸加完后继续搅拌6min制成负极铅膏。三、对比试验。取用本专利技术实施例1、实施例2配制的负极铅膏分别制作负极板，并组装成6-GFMHR-800高倍率阀控密封式铅酸蓄电池，实施例1和实施例2各组装24台。为了验证本专利技术技术效果，取现有技术制成的6-GFMHR-800阀控密封式铅酸蓄电池为对比例。实施例1、实施例2以及对比例均以10hr容量计算，负极铅膏干重为11.3g/Ah，制备的负极铅膏重量公差均为±7g，设计容量公差为38min。注入酸密度1.23g/ml（25℃）的硫酸，采用内化成四充三放制式，化成结束后，静置48h，从实施例1、实施例2共48只电池中，随机抽取各6只分别进行高倍率环境下循环寿命试验，同时抽检现有技术生产的对比例电池6只，分别作以下性能对比试验。1、功率性能对比试验功率测试方法：在25℃环境中，以恒功率800W/单格放电至终止电压1.67V/单格，实施例1生产的电池组放电时间为15.5min，实施例2生产的电池组放电时间为15.7min，现有技术生产的电池放电时间为7.6min，本专利技术生产的电池同样功率放电时间比现有技术生产的电池要多近50%。2、高倍率循环寿命试验循环寿命测试方法：在25℃环境中，以恒压14.1V、限流30A充电16h，再以恒功率800W/单格放电至终止电压1.67V/单格为一个循环，当整组电池的放电时间低于12min时，寿命终止。（1）衰减速度实施例1生产的电池组循环前20次，放电时间平稳，均大于15min，第20次放电时间为15.4min，循环至第120次时,放电时间为14.6min,实施例2生产的电池组循环前20次，放电时间平稳，均大于15min，第20次放电时间为15.6min，循环至第120次时,放电时间为14.8min，而现有技术生产的电池循环至第120次时放电时间为5.1min，本专利技术生产的电池衰减速度明显比现有技术生产的电池小。（2）循环次数两组样品电池循环寿命终止时,实施例1制作的电池循环次数为501次，实施例2制作的电池循环次数为542次，现有技术生产的电池循环寿命只有247次，本专利技术两组样品电池循环次数比现有技术生产的电池高出一倍多。从上述试验结果可以说明，采用本专利技术提供的负极铅膏，能够显著提高电池放电倍率性能，以及循环寿命性能。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高倍率铅酸蓄电池负极铅膏，其特征在于它包括下列按质量百分比计量的组分：铅粉78～80%、去离子水9.5～11%、硫酸8.5～9.0%、硫酸钡0.7～1.0%、木素0.2～0.3%、粘结剂0.1～0.2%、高倍率添加剂1.0～1.5%。

【技术特征摘要】
1.一种高倍率铅酸蓄电池负极铅膏，其特征在于它包括下列按质量百分比计量的组分：铅粉78～80%、去离子水9.5～11%、硫酸8.5～9.0%、硫酸钡0.7～1.0%、木素0.2～0.3%、粘结剂0.1～0.2%、高倍率添加剂1.0～1.5%。2.根据权利要求1所述的高倍率铅酸蓄电池负极铅膏，其特征在于：所述硫酸的酸密度在25℃时为1.35～1.40g/ml。3.根据权利要求1所述的高倍率铅酸蓄电池负极铅膏，其特征在于：所述高倍率添加剂包括下列按质量百分比计量的组分：KS15石墨粉46～50%、碳纤维34～36%、气相法二氧化硅16～18%。4.一种高倍率铅酸蓄电池负极铅膏制备方法，其特征在于按下列步...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐冬明，树荣亮，李静，
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