一种铅碳胶体蓄电池制造技术

技术编号:23403095 阅读:18 留言:0更新日期:2020-02-22 15:04
本发明专利技术公开了一种铅碳胶体蓄电池,包括正极铅膏、负极铅膏、正板栅、负板栅,正极铅膏组分包括:铅粉、稀硫酸、红丹、三氧化二锑、硫酸亚锡、石墨烯导电浆料、短纤维、纯水;负极铅膏组分包括:铅粉、稀硫酸、硫酸钡、有机膨胀剂、木素、经处理的石墨烯导电浆料、纳米活性碳、硅烷偶联剂、短纤维、纯水;在正负板栅正反两面分别喷淋石墨烯导电浆料,使正负板栅边框及横竖筋条均覆有石墨烯层,并高温固化形成石墨烯镀层。本发明专利技术镀层石墨烯板栅与铅膏具备较高的结合力,能有效避免铅膏脱落,制备含石墨烯的正负极铅膏具有更高的导电性,提高蓄电池的充电接受能力及大电流充放电能力,同时能有效抑制负极硫酸盐化的发生,提高蓄电池循环寿命。

Lead carbon colloid battery

【技术实现步骤摘要】
一种铅碳胶体蓄电池
本专利技术属于铅酸蓄电池生产
,具体涉及一种铅碳胶体蓄电池。
技术介绍
目前,社会的各种场合对于电池寿命的要求不断提升,客户对供应商的质保要求也越来越长。传统铅酸蓄电池失效无外乎早期容量损失、正极铅膏软化脱落及负极铅膏硫酸盐化导致的寿命终止。早期容量损失是指正极板栅与活性物质的界面影响,表现为电池在最初10-15次循环内,电池的容量急剧下降,它是由于正极板栅与活性物质界面非导电层的形成引起的,板栅与活性物质界面的这层不导电和低导电层产生了高的电阻,这层电阻层在充放电时发热,并使板栅附近的正极活性物质膨胀失去了活性,因而正极容量迅速下降。正极铅膏软化脱落是由于正极活性物质PbO2在深充放电下,PbO2颗粒膨胀,颗粒间的导电性变差,颗粒间的连接变坏。放电越深越快,活性物质的膨胀趋势越大,这种膨胀导致了PbO2软化,失去放电能力,容量下降,这种现象在高倍率放电和过充电时更为严重。负极铅膏硫酸盐化是指在高倍率放电时由于负极充电接受能力差,导致负极海绵状铅与硫酸快速反应,生成的PbSO4不能及时转化成海绵状铅,生成的大颗粒PbSO4为非导电体,逐步堆积后减少了负极活性物质,阻碍了电子的转移,导致过余的电量电解溶液中的水,造成电池失水而失效,这种现象一般出现在极板底部1/3处。
技术实现思路
有鉴于此,本专利技术期望提供一种铅碳胶体蓄电池,在该电池正负板栅表面镀上石墨烯层,增强板栅与活性物质的电子转移能力,降低界面层极化电位、减缓界面电阻层的形成,增强板栅抗腐蚀性能;在该电池正负极铅膏组分中分别加入石墨烯导电浆料,这样可在正负极铅膏晶格孔隙中分别形成三维导电网格,能形成新的比表面积更大的晶核,帮助二氧化铅和海绵状铅的生长,减少硫酸铅的堆积,阻止正极铅膏的膨胀以及负极活性物质硫酸盐化现象的发生;100%DOD循环使用寿命较目前行业铅碳胶体蓄电池提升2倍以上;在浅充放条件下,60%DOD循环使用寿命提升1.5倍以上。本专利技术一种铅碳胶体蓄电池的技术方案,包括正极铅膏、负极铅膏、正板栅、负板栅,所述正极铅膏包括质量份的组分如下:铅粉90-100份、稀硫酸10-12份、红丹0.4-0.8份、三氧化二锑0.1-0.3份、硫酸亚锡0.1-0.3份、石墨烯导电浆料0.05-0.2份、短纤维0.08-0.20份、纯水8-11份;所述负极铅膏包括质量份的组分如下:铅粉90-100份、稀硫酸9-12份、硫酸钡0.6-1.5份、有机膨胀剂0.1-0.3份、木素0.1-0.3份、经处理的石墨烯导电浆料0.05-0.2份、纳米活性碳0.05-0.2份、硅烷偶联剂0.1-0.2份、短纤维0.08-0.20份、纯水9-11份;通过0.03MPa~0.05MPa高压喷淋的方式分别在所述正板栅、负板栅的正反两面均匀喷淋所述石墨烯导电浆料,使所述正板栅、负板栅的边框及横竖筋条均覆有石墨烯层,并高温固化形成石墨烯镀层。进一步地,所述经处理的石墨烯导电浆料包括:在25℃下,将石墨烯导电浆料在200rmp振动频率、25.0mm振幅振动机上进行回型振动30分钟,除去上层溶液即得所述经处理的石墨烯导电浆料。进一步地,所述高温固化形成石墨烯镀层包括:将所述喷淋后的正板栅、负板栅分别通过传送带送入60℃高温烘干窑30秒,即完成所述高温固化形成石墨烯镀层。优选地,所述石墨烯镀层厚度为5~10nm,横向尺寸小于4μm。优选地,所述正极铅膏、负极铅膏中的铅粉氧化度为76%~81%。优选地,所述稀硫酸在25℃时的密度为1.40g/cm3。优选地,所述短纤维长度≤4mm。优选地,所述纳米活性炭比表面积≥270m2/g。本专利技术有益效果如下:1)在该电池正负板栅表面镀上石墨烯层,增强板栅与活性物质的电子转移能力,降低界面层极化电位、减缓界面电阻层的形成,增强板栅抗腐蚀性能;2)在该电池正负极铅膏组分中分别加入石墨烯导电浆料,这样可在正负极铅膏晶格孔隙中分别形成三维导电网格,能形成新的比表面积更大的晶核,帮助二氧化铅和海绵状铅的生长,减少硫酸铅的堆积,阻止正极铅膏的膨胀以及负极活性物质硫酸盐化现象的发生;3)100%DOD循环使用寿命较目前行业铅碳胶体蓄电池提升2倍以上;在浅充放条件下,60%DOD循环使用寿命提升1.5倍以上。具体实施方式为了能够更加详尽地了解本专利技术的特点与
技术实现思路
,下面对本专利技术的实现进行详细阐述。本专利技术一种铅碳胶体蓄电池,包括正极铅膏、负极铅膏、正板栅、负板栅,所述正极铅膏包括质量份的组分如下:铅粉90-100份、稀硫酸10-12份、红丹0.4-0.8份、三氧化二锑0.1-0.3份、硫酸亚锡0.1-0.3份、石墨烯导电浆料0.05-0.2份、短纤维0.08-0.20份、纯水8-11份;所述负极铅膏包括质量份的组分如下:铅粉90-100份、稀硫酸9-12份、硫酸钡0.6-1.5份、有机膨胀剂0.1-0.3份、木素0.1-0.3份、经处理的石墨烯导电浆料0.05-0.2份、纳米活性碳0.05-0.2份、硅烷偶联剂0.1-0.2份、短纤维0.08-0.20份、纯水9-11份;通过0.03MPa~0.05MPa高压喷淋的方式分别在所述正板栅、负板栅的正反两面均匀喷淋所述石墨烯导电浆料,使所述正板栅、负板栅的边框及横竖筋条均覆有石墨烯层,并高温固化形成石墨烯镀层。进一步地,所述经处理的石墨烯导电浆料包括:在25℃下,将石墨烯导电浆料在200rmp振动频率、25.0mm振幅振动机上进行回型振动30分钟,除去上层溶液即得所述经处理的石墨烯导电浆料。进一步地,所述高温固化形成石墨烯镀层包括:将所述喷淋后的正板栅、负板栅分别通过传送带送入60℃高温烘干窑30秒,即完成所述高温固化形成石墨烯镀层。优选地,所述石墨烯镀层厚度为5~10nm,横向尺寸小于4μm。优选地,所述正极铅膏、负极铅膏中的铅粉氧化度为76%~81%。优选地,所述稀硫酸在25℃时的密度为1.40g/cm3。优选地,所述短纤维长度≤4mm。优选地,所述纳米活性炭比表面积≥270m2/g。这里,正负极铅膏分别采用全自动真空和膏机独立和制,所述正极铅膏和制步骤包括:a)将所述正极铅膏原料组分加入和膏机进行干和充分搅拌;b)干和时间为5~8min时,开始加水进行半湿混,半湿混3min后,缓慢加入所述石墨烯导电浆料继续搅拌5min,充分湿混;c)湿混完成后,均匀缓慢地加入稀硫酸,在搅拌状态下持续加酸时间为8~12min;d)最后测定铅膏视密度,完成和膏。这里优选地,正极铅膏视密度范围为4.40g/cm3~4.60g/cm3。所述负极铅膏和制步骤仅将上述步骤a)换成:将氧化铅粉放入和膏机,然后再加入所述负极铅膏质量份的组分进行干和充分搅拌;其余与所述正极铅膏和制步骤一致。这里优选地,负极铅膏视密度范围为4.50g/cm3~4.70g/cm3。下面通过列举具体实施例来对本专利技术进一步阐述本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种铅碳胶体蓄电池,包括正极铅膏、负极铅膏、正板栅、负板栅,其特征在于,所述正极铅膏包括质量份的组分如下:铅粉90-100份、稀硫酸10-12份、红丹0.4-0.8份、三氧化二锑0.1-0.3份、硫酸亚锡0.1-0.3份、石墨烯导电浆料0.05-0.2份、短纤维0.08-0.20份、纯水8-11份;所述负极铅膏包括质量份的组分如下:铅粉90-100份、稀硫酸9-12份、硫酸钡0.6-1.5份、有机膨胀剂0.1-0.3份、木素0.1-0.3份、经处理的石墨烯导电浆料0.05-0.2份、纳米活性碳0.05-0.2份、硅烷偶联剂0.1-0.2份、短纤维0.08-0.20份、纯水9-11份;通过0.03MPa~0.05MPa高压喷淋的方式分别在所述正板栅、负板栅的正反两面均匀喷淋所述石墨烯导电浆料,使所述正板栅、负板栅的边框及横竖筋条均覆有石墨烯层,并高温固化形成石墨烯镀层。/n

【技术特征摘要】
1.一种铅碳胶体蓄电池,包括正极铅膏、负极铅膏、正板栅、负板栅,其特征在于,所述正极铅膏包括质量份的组分如下:铅粉90-100份、稀硫酸10-12份、红丹0.4-0.8份、三氧化二锑0.1-0.3份、硫酸亚锡0.1-0.3份、石墨烯导电浆料0.05-0.2份、短纤维0.08-0.20份、纯水8-11份;所述负极铅膏包括质量份的组分如下:铅粉90-100份、稀硫酸9-12份、硫酸钡0.6-1.5份、有机膨胀剂0.1-0.3份、木素0.1-0.3份、经处理的石墨烯导电浆料0.05-0.2份、纳米活性碳0.05-0.2份、硅烷偶联剂0.1-0.2份、短纤维0.08-0.20份、纯水9-11份;通过0.03MPa~0.05MPa高压喷淋的方式分别在所述正板栅、负板栅的正反两面均匀喷淋所述石墨烯导电浆料,使所述正板栅、负板栅的边框及横竖筋条均覆有石墨烯层,并高温固化形成石墨烯镀层。


2.根据权利要求1所述的一种铅碳胶体蓄电池,其特征在于,所述经处理的石墨烯导电浆料包括:在25℃下,将石墨烯导电浆料在200rmp振...

【专利技术属性】
技术研发人员:徐进赵凤翔李旭罗旭
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:湖北;42

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