一种改善负极和膏用硫酸钡分散一致性的方法技术

本发明专利技术涉及一种改善负极和膏用硫酸钡分散一致性的方法，包括以下步骤，步骤1，将钡的可溶性盐溶解在配方水中；步骤2，将含钡离子的配方水与铅粉湿混，湿混后水在铅粉颗粒表面铺展润湿；步骤3，加入硫酸，过量的硫酸与预先分散在铅粉颗粒表面的钡离子反应生成硫酸钡。本发明专利技术的方法，提高活物利用率，可以减少活物重量，提高电池比能量。

A Method for Improving Dispersion Consistency of Barium Sulfate for Anode and Paste

【技术实现步骤摘要】
一种改善负极和膏用硫酸钡分散一致性的方法
本专利技术涉及一种改善负极和膏用硫酸钡分散一致性的方法。
技术介绍
随着科学技术的发展,蓄电池在交通及电讯事业中的应用，对铅酸蓄电池提出了更高的要求，中国铅酸蓄电池标准技术会制定的《电动助力车用阀控式铅酸蓄电池》新国标于2018年7月1日正式执行，标准里首次将铅酸蓄电池质量比能量作为判定是否符合新国标的标准之一。随着锂离子电池及燃料电池的快速发展，的优势日逐渐缩小,只有不断的技术创新，不断提高电池的比能量和降低电池材料投入成本才是行业发展的趋势。硫酸钡是铅酸蓄电池负极活性物质中不可或缺的添加剂。硫酸钡与硫酸铅具有相同的晶型，且晶格参数相近，易形成共晶结构。硫酸钡的溶度积常数比硫酸铅的小，Ksp(BaSO4)＝1.1×10-10；Ksp(PbSO4)＝1.6×10-8。在相同的电解液(硫酸)中，铅离子的平衡浓度是钡离子的140～150倍。标准电极电势：E(Pb2+/Pb)＝-0.1262V；E(Ba2+/Ba)＝-2.912V。理论上，只有钡离子浓度(活度)达到铅离子的1.5×1094倍以上，才会优先还原钡离子。由此可见，钡离子在铅酸蓄电池的充电条件下不会被还原。硫酸钡晶体无论在硫酸环境，还是电化学环境，都比硫酸铅具有更高的稳定性。在铅酸蓄电池负极放电过程中，金属铅转化为硫酸铅，有稳定的硫酸钡作为晶种，则硫酸铅更容易沉积、生长。为了保持硫酸铅的电化学活性，我们希望硫酸铅易沉积而晶体不长大。在硫酸铅总量一定的条件下，晶种越多，形成的硫酸铅晶粒数量就越多，晶体平均尺寸越小。当硫酸钡晶种在空间分布不均匀时，硫酸铅结晶会向晶种多的位置迁移。如果迁移的数量和尺度过大，就会破坏活性物质结构的稳定性，造成极板容量下降甚至失效。硫酸钡作为负极添加剂的作用，就是为硫酸铅的沉积提供晶种。为达到提高并保持电极活性的目的，就要求硫酸钡晶粒的数量多并且在活性物质中分布均匀。目前，使用超细硫酸钡，几乎是所有铅酸蓄电池生产企业的选择。但硫酸钡颗粒越小，越容易团聚，团聚的硫酸钡不易打散。即使将超细硫酸钡制成悬浮液，团聚体也不易散开。无论硫酸钡干粉与铅粉干混，还是硫酸钡悬浮液与铅粉湿混，机械搅拌的作用力都难以达到微米级的尺度。因此，超细硫酸钡自身的分散和在铅膏中分布的均匀性，都难以达到理想状态。总之，在现有的生产中缺少一种能使硫酸钡在负极铅膏中分散十分均匀的方法。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种改善负极和膏用硫酸钡分散一致性的方法，包括以下步骤，步骤1，将钡的可溶性盐溶解在配方水中；步骤2，将含钡离子的配方水与铅粉湿混，湿混后水在铅粉颗粒表面铺展润湿；步骤3，加入硫酸，过量的硫酸与预先分散在铅粉颗粒表面的钡离子反应生成硫酸钡。进一步地，钡的可溶性盐为氢氧化钡。本专利技术的方法，提高活物利用率，可以减少活物重量，提高电池比能量。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步说明。本专利技术提供一种改善负极和膏用硫酸钡分散一致性的方法提供一种能改善负极和膏用硫酸钡的分散性，通过间接的化学反应来生成硫酸钡，进而改善负极铅膏用硫酸钡的均匀性。原则上，钡的可溶性盐，都可以作为将钡离子带入液相的载体，为了避免其它不期望成分进入铅膏，氢氧化钡是本专利技术的最佳选择，因为氢氧化钡与硫酸反应的结果，除了得到所需的硫酸钡外，另一种产物是水。步骤1，采用钡的可溶性盐作为添加剂，如氢氧化钡，先将氢氧化钡溶解在配方水中，步骤2，将含钡离子的配方水与铅粉湿混，湿混后水在铅粉颗粒表面铺展润湿，就会携带钡离子均匀地分散在每个铅粉颗粒表面，在与硫酸反应之前，钡离子均匀分布在铅粉和其它固相添加剂颗粒表面的液膜中；步骤3，加入硫酸，硫酸与预先分散在铅粉颗粒表面的钡离子反应生成硫酸钡，每个颗粒表面都是形成硫酸钡沉淀的反应场所，多余的硫酸则与氧化铅反应生成硫酸铅。在此条件下，硫酸铅与硫酸钡易形成共晶结构。硫酸铅在后续工艺过程中形成活性金属铅后，当初硫酸铅转化后留下的界面，更适合硫酸铅晶体的生长，是理想的晶种。这样，可以在每个铅粉颗粒上获得至少一个硫酸钡晶体(也可能一个颗粒表面形成多个晶体)。通过间接的化学反应来生成硫酸钡，进而改善负极铅膏用硫酸钡的均匀性，按此方法获得的硫酸钡可以达到多晶种、均匀分布的要求，提高硫酸钡的利用效率，提高活物利用率，可以减少活物重量，提高电池比能量，减少负极硫酸盐化现象，提高电池的低温和循环寿命，可以降低用量，节约成本。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种改善负极和膏用硫酸钡分散一致性的方法，包括以下步骤，步骤1，将钡的可溶性盐溶解在配方水中；步骤2，将含钡离子的配方水与铅粉湿混，湿混后水在铅粉颗粒表面铺展润湿；步骤3，加入硫酸，硫酸与预先分散在铅粉颗粒表面的钡离子反应生成硫酸钡。

【技术特征摘要】
1.一种改善负极和膏用硫酸钡分散一致性的方法，包括以下步骤，步骤1，将钡的可溶性盐溶解在配方水中；步骤2，将含钡离子的配方水与铅粉湿混，湿混后水在铅粉颗粒表面铺展润湿；步...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫大龙，李娟，郎小川，马洪涛，
申请(专利权)人：超威电源有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33