储能用铅酸蓄电池负极铅膏配方及其制备方法组成比例

本发明专利技术公开了一种储能用铅酸蓄电池负极铅膏配方，它由氧化铅粉100份、稀硫酸9～12份、硫酸钡0.6～1.5份、木素0.1～0.3份、石墨烯0.05～0.2份、活性碳0.05～0.2份、短纤维0.08～0.20份和纯水8～11份。本发明专利技术还公开了储能用铅酸蓄电池负极铅膏制备方法。本发明专利技术在常规负极铅膏中添加石墨烯和活性碳，弥散的碳粒子直接改善导电性能，促进负极板表面和内部均匀进行电化学反应，可减少PbSO4在表面上析出和长大。碳粒子除有良好的导电性能，还有较好的电容特性。以上技术特性促成储能用铅酸蓄电池的充电接受能力和大电流性能显著改善，并且有效抑制了负极被硫酸盐化进程，使得产品的循环使用寿命明显提升。

Formulation and preparation of negative lead paste for lead-acid storage battery

【技术实现步骤摘要】
储能用铅酸蓄电池负极铅膏配方及其制备方法
本专利技术属于电化学电源
，具体地讲，本专利技术涉及一种铅酸蓄电池的负极铅膏配方，特别是储能用铅酸蓄电池负极铅膏配方。本专利技术还涉及相配套的制备方法。
技术介绍
近十年来随着科技的进步，制造业的生产能力得到很大发展，一些新研制的装备普遍需要配备电储能设备，当今应用最多的电储能设备是铅酸蓄电池。尽管铅酸电池属于传统产品，制造技术十分成熟，并且有很高的性价比优势。但是，现有技术的铅酸蓄电池在使用中始终存在一个问题，即负极易被硫酸盐化，特别在高倍率放电模式下，负极的海绵状铅与HSO4快速反应生成PbSO4。因此时HSO4与Pb这一对反应物供应失配，导致了PbSO4成核速率太快，使得生成的PbSO4“糊”在负极表面，或者是生成极大的颗粒。由于生成的颗粒过大，偏析严重，明显减少了电子转移数量，减少了有效的表面积和物质，造成后续的反应更为困难，此状况使负极板成了“死”区。另外，表面生成的PbSO4层阻碍铅酸蓄电池本体反应的发生，此时负极的电位只好将电池中的水电解成氢气，由此造成内置的电解液快速枯竭，必然导致铅酸蓄电池性能进一步恶化。
技术实现思路
本专利技术主要针对现有技术的储能用铅酸蓄电池负极易被硫酸盐化问题，提出一种适合储能用铅酸蓄电池负极铅膏配方，该配方组分简单、原料易得、配置容易，使用时能够有效抑制负极被硫酸盐化的趋势，起到提升铅酸蓄电池寿命的作用。本专利技术还包括储能用铅酸蓄电池负极铅膏制备方法。本专利技术通过下述技术方案实现技术目标。储能用铅酸蓄电池负极铅膏配方，其改进之处在于它由以下按质量份计量的组分组成：氧化铅粉100份、稀硫酸9～12份、硫酸钡0.6～1.5份、木素0.1～0.3份、石墨烯0.05～0.2份、活性碳0.05～0.2份、短纤维0.08～0.20份和纯水8～11份。作为进一步改进方案，所述氧化铅粉的氧化度为75%～81%。作为进一步改进方案，所述稀硫酸25℃时的密度为1.20～1.40g/cm3。作为进一步改进方案，所述硫酸钡粒度为2800～3200目。作为进一步改进方案，所述石墨烯的薄片厚度尺寸平均<5nm、薄片横向尺寸2～3μm。作为进一步改进方案，所述活性碳的表面积≥200m2/g。储能用铅酸蓄电池负极铅膏制备方法，其改进之处在于它按下列步骤实施：7.1将量取的氧化铅粉足量投放到和膏机中，接着一次性分别加入硫酸钡、木素、石墨烯、活性碳和短纤维；7.2先干和至少3min，然后足量加入纯水作至少5min的湿和；7.3接着均匀且缓慢地加入稀硫酸，在搅拌状态下持续加酸，加酸耗时8～12min，当和膏机温度峰值达到70℃时，在此温度条件下维持3min，然后开启和膏机的冷却系统和除尘风机，冷却过程中继续搅拌至少10min；7.4在线测定铅膏视密度是否在4.50～4.70g/cm3范围内，若达不到要求，则补加少量纯水调节，继续搅拌至少3min，直至铅膏视密度符合要求；7.5待铅膏温度小于45℃时出膏。本专利技术与现有技术相比，具有以下积极效果：1、在负极铅膏组分中添加石墨烯和活性碳，此配置合理，原料易得，而且在常规工艺条件下制备，故实施容易；2、因负极铅膏中中含有石墨烯和活性碳，这些碳粒子与铅金属结合形成既分散均匀又细小的导电网络，促进负极板表面和内部均匀进行电化学反应，因此可减少PbSO4在表面上集中析出；3、添加的碳粒子作为异质材料，在铅膏中阻碍PbSO4颗粒长大，促其均匀分布。具体实施方式下面通过实施例来进一步说明本专利技术。本实施例制作的铅膏专门配套储能用铅酸蓄电池，其型号为CNF-500。该电池循环使用寿命指标在100%DOD条件下达1000次左右，在线充放条件下，60%DOD时达到4200次左右。储能用铅酸蓄电池负极铅膏配方，各实施例由下表中按质量份计量的组分组成：储能用铅酸蓄电池负极铅膏制备方法，该方法依据上述配方表所列实施例分别量取组分，然后按下列步骤操作：①首先，将量取的氧化铅粉足量投放到和膏机中，接着一次性分别加入硫酸钡、木素、石墨烯、活性碳和短纤维；②先干和3min，然后足量加入纯水作10min的湿和；③接着均匀且缓慢地加入稀硫酸，在搅拌状态下持续加酸，加酸耗时10min，当和膏机温度峰值达到70℃时，在此温度条件下维持3min，然后开启和膏机的冷却系统和除尘风机，冷却过程中继续搅拌10min；④在线测定铅膏视密度是否在4.50～4.70g/cm3范围内，若达不到要求，则补加少量纯水调节，继续搅拌3min，直至铅膏视密度符合要求；⑤待铅膏温度小于45℃时出膏。取用三项实施例制备的负极铅膏分别涂覆到目标板栅上，由于负极铅膏中添加了石墨烯和活性碳，弥散的碳粒子在铅膏中与铅金属结合形成既分散均匀又细小的导电网络，促进负极板表面和内部均匀进行电化学反应，因此可减少PbSO4在表面上集中析出。另外，碳粒子作为异质材料，在铅膏中阻碍PbSO4颗粒长大，促其均匀分布。得到的均质结构有利于缩短扩散距离，提高反应效率。再加上碳粒子除有良好的导电性能，还有较好的电容特性。以上技术特性促成储能用铅酸蓄电池的充电接受能力和大电流放电性能显著改善，并且有效抑制了负极被硫酸盐化进程，使得产品的循环使用寿命明显提升。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种储能用铅酸蓄电池负极铅膏配方，其特征在于它由以下按质量份计量的组分组成：氧化铅粉100份；稀硫酸9～12份；硫酸钡0.6～1.5份；木素0.1～0.3份；石墨烯0.05～0.2份；活性碳0.05～0.2份；短纤维0.08～0.20份；纯水8～11份。

【技术特征摘要】
1.一种储能用铅酸蓄电池负极铅膏配方，其特征在于它由以下按质量份计量的组分组成：氧化铅粉100份；稀硫酸9～12份；硫酸钡0.6～1.5份；木素0.1～0.3份；石墨烯0.05～0.2份；活性碳0.05～0.2份；短纤维0.08～0.20份；纯水8～11份。2.根据权利要求1所述的储能用铅酸蓄电池负极铅膏配方，其特征在于：所述氧化铅粉的氧化度为75%～81%。3.根据权利要求1所述的储能用铅酸蓄电池负极铅膏配方，其特征在于：所述稀硫酸25℃时的密度为1.20～1.40g/cm3。4.根据权利要求1所述的储能用铅酸蓄电池负极铅膏配方，其特征在于：所述硫酸钡粒度为2800～3200目。5.根据权利要求1所述的储能用铅酸蓄电池负极铅膏配方，其特征在于：所述石墨烯的薄片厚度尺寸平均<5nm、薄片横向尺寸2～3μm...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗旭，徐进，邵双喜，赵凤翔，
申请(专利权)人：湖北双登润阳新能源有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32