一种蓄电池用负极膨胀剂制造技术

本发明专利技术涉及电池添加剂制备技术领域，具体公开了一种蓄电池用负极膨胀剂。所述的膨胀剂包含如下组分：导电材料、硫酸钡以及木素磺酸钠；所述的木素磺酸钠为改性木素磺酸钠，所述的改性木素磺酸钠通过如下方法制备得到：(1)将碱木质素加入到酸性水溶液中搅拌，过滤后取沉淀碱木质素；(2)将沉淀碱木质素与对氯甲基苯乙烯加入到有机溶剂中混合，在130～150℃反应3～5h；得对氯甲基苯乙烯化沉淀碱木质素；(3)将对氯甲基苯乙烯化沉淀碱木质素加入到含亚硫酸钠的水溶液中，调节pH值为13～14，在130～150℃条件下反应2～3h，取产物即得改性木素磺酸钠。所述的蓄电池用负极膨胀剂可以有效的提高蓄电池的性能，尤其是深循环寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种蓄电池用负极膨胀剂
本专利技术涉及电池添加剂制备
，具体涉及一种蓄电池用负极膨胀剂。
技术介绍
铅酸电池负极是填满海绵状铅的极板；负极板一般是将导电材料、硫酸钡以及木素磺酸钠与铅粉、密度为1.40g/mL的硫酸以及水加入和膏机中进行和膏得负极铅膏，然后用负极铅膏进行涂板即得。在现实生产过程中，为了提高生产的便利性，往往直接购买由导电材料、硫酸钡以及木素磺酸钠组成的负极膨胀剂，然后直接与铅粉、硫酸以及水进行和膏。然而，负极膨胀剂的性能往往决定着蓄电池的性能；如蓄电池的深循环寿命是蓄电池的重要性能之一。因此，提供一种品质优异的负极膨胀剂对提高蓄电池的性能具有重要的意义。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，提供一种蓄电池用负极膨胀剂。所述的蓄电池用负极膨胀剂可以有效的提高蓄电池的深循环寿命。本专利技术所要解决的上述技术问题，通过以下技术方案予以实现：一种蓄电池用负极膨胀剂，其包含如下组分：导电材料、硫酸钡以及木素磺酸钠；所述的木素磺酸钠为改性木素磺酸钠，所述的改性木素磺酸钠通过如下方法制备得到：(1)将碱木质素加入到酸性水溶液中搅拌，过滤后取沉淀碱木质素；(2)将沉淀碱木质素与对氯甲基苯乙烯加入到有机溶剂中混合，在130～150℃反应3～5h；得对氯甲基苯乙烯化沉淀碱木质素；(3)将对氯甲基苯乙烯化沉淀碱木质素加入到含亚硫酸钠的水溶液中，调节pH值为13～14，在130～150℃条件下反应2～3h，取产物即得改性木素磺酸钠。优选地，步骤(1)中酸性水溶液为pH值为2～3的酸性水溶液；所述酸性水溶液的用量为碱木质素用量的3～5倍；最优选地，步骤(1)中酸性水溶液为pH值为3的酸性水溶液；所述酸性水溶液的用量为碱木质素用量的4倍。优选地，步骤(1)中所述的碱木质素选用麦草碱木质素。优选地，步骤(2)中沉淀碱木质素与对氯甲基苯乙烯的重量用量比为2～3:1。最优选地，步骤(2)中沉淀碱木质素与对氯甲基苯乙烯的重量用量比为2.5:1。优选地，步骤(2)中的有机溶剂为乙醇。优选地，步骤(2)中在140℃反应4h。优选地，步骤(3)中亚硫酸钠的水溶液的质量分数为20～30％；含亚硫酸钠的水溶液的重量用量为对氯甲基苯乙烯化沉淀碱木质素重量的3～5倍。优选地，所述的导电材料选自炭黑、碳纳米管和石墨烯中一种或两种以上的混合；所述的硫酸钡选自沉淀硫酸钡。优选地，所述的蓄电池用负极膨胀剂中，导电材料、硫酸钡以及木素磺酸钠的重量份分别为：木素磺酸钠1～5份，炭黑1～5份，硫酸钡2～15份。最优选地，所述的蓄电池用负极膨胀剂中，导电材料、硫酸钡以及木素磺酸钠的重量份分别为：木素磺酸钠1～2份，炭黑1～2份，硫酸钡2～5份。本专利技术专利技术人在研究中发现，膨胀剂中的木素磺酸钠对于蓄电池的深循环寿命起着重要的影响，木素磺酸钠的选择不同，会使得蓄电池具有不同的深循环寿命。专利技术人经大量的实验研究表明，将碱木质素在本专利技术所述条件下先与对氯甲基苯乙烯进行反应，然后再进行磺化反应得到的改性木素磺酸钠其相比其它的木素磺酸钠能大幅提高蓄电池的深循环寿命。本专利技术还提供了一种蓄电池用负极膨胀剂的制备方法，所述的制备方法包含如下步骤：(1)将导电材料、硫酸钡以及改性木素磺酸钠先在混合机中进行混合；(2)然后再转入球磨机中进行球磨5～60min即得所述的蓄电池用负极膨胀剂。优选地，步骤(1)中在混合机中具体混合方法为：先将导电材料与改性木素磺酸钠进行混合10～20min，然后再加入硫酸钡进行混合20～30min。专利技术人在具体生产过程中发现，步骤(1)中的混合方式对于是否能够得到分散均匀的、稳定的负极膨胀剂起着重要的作用；而特定的负极膨胀剂的分散度与稳定性进一步影响着蓄电池的深循环寿命。研究发现，只有先将导电材料与改性木素磺酸钠进行充分混合后均匀，再加入改性木素磺酸钠进行充分混合后，得到的具有特定分散度与稳定性的负极膨胀剂才能有利于进一步提高蓄电池的深循环寿命。其比直接将导电材料、硫酸钡以及改性木素磺酸进行混合得到的负极膨胀剂更有利于提高深循环寿命。优选地，所述的混合机选自卧式犁刀混合机。优选地，球磨机的内壁材质为不锈钢、聚氨酯或陶瓷衬板；球磨机中的研磨介质选用金属球和/或金属氧化物陶瓷球。最优选地，所述的不锈钢为304不锈钢。优选地，所述的金属球选自不锈钢球；所述的金属氧化物陶瓷球选自二氧化锆陶瓷球或三氧化二铝陶瓷球。最优选地，所述的不锈钢球为304不锈钢球。优选地，球磨机中研磨介质的体积填充率为20～60％。优选地，球磨机中研磨介质选用三种尺寸的金属球和/或金属氧化物陶瓷球进行级配；分别为直径为2～15mm的金属球或金属氧化物陶瓷球；直径为15～50mm的金属球或金属氧化物陶瓷球；直径为50～100mm的金属球或金属氧化物陶瓷球。进一步优选地，直径为2～15mm的金属球或金属氧化物陶瓷球、直径为15～50mm的金属球或金属氧化物陶瓷球以及直径为50～100mm的金属球或金属氧化物陶瓷球的重量比为1～50：1～50:1～50。更进一步优选地，直径为2～15mm的金属球或金属氧化物陶瓷球、直径为15～50mm的金属球或金属氧化物陶瓷球以及直径为50～100mm的金属球或金属氧化物陶瓷球的重量比为1～5：1～5:1～5。更进一步优选地，球磨机中研磨介质选用三种尺寸的金属球和/或金属氧化物陶瓷球进行级配；分别为直径为2～15mm的不锈钢球；直径为15～50mm的二氧化锆陶瓷球；直径为50～100mm的三氧化二铝陶瓷球；所述不锈钢球、二氧化锆陶瓷球以及三氧化二铝陶瓷球的重量比为3～5：1～2：1。进一步地，步骤(2)中的球磨，先采用85％～90％的转速率球磨5～10min，然后调整至65％～70％的转速率球磨10～15min，再调整至80％～85％的转速率球磨5～10min，最后调整至50％～60％的转速率球磨15～25min。专利技术人在具体生产过程中发现，步骤(2)中的球磨方式对于是否能够得到分散均匀的、稳定的负极膨胀剂同样起着重要的作用。研究发现，只有在本专利技术不同转速的交替变换下进行球磨，才能得到具有特定分散度与稳定性的有利于进一步提高蓄电池的深循环寿命的负极膨胀剂。其比直接在相同的球磨转速下球磨得到的负极膨胀剂更能提高蓄电池的深循环寿命。有益效果：本专利技术提供了一种含有全新的改性木素磺酸钠的蓄电池负极膨胀剂；研究表明，加入了全新的改性木素磺酸钠的蓄电池负极膨胀剂能大幅提高蓄电池的深循环寿命。进一步的，在制备方法中，专利技术人研究发现，混合机中的混合方式以及球磨机中的球磨转速率能决定了负极膨胀剂的分散度与稳定性；研究表明，在本发所述混合与球磨条件下能够得到有益于进一步提高蓄电池的深循环寿命的负极膨胀剂。具体实施方式以下结合具体实施例来进一步解释本专利技术，但本专利技术的保护范围不仅限于具体实施例。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种蓄电池用负极膨胀剂，包含如下组分：导电材料、硫酸钡以及木素磺酸钠；其特征在于，/n所述的木素磺酸钠为改性木素磺酸钠，所述的改性木素磺酸钠通过如下方法制备得到：/n(1)将碱木质素加入到酸性水溶液中搅拌，过滤后取沉淀碱木质素；/n(2)将沉淀碱木质素与对氯甲基苯乙烯加入到有机溶剂中混合，在130～150℃反应3～5h；得对氯甲基苯乙烯化沉淀碱木质素；/n(3)将对氯甲基苯乙烯化沉淀碱木质素加入到含亚硫酸钠的水溶液中，调节pH值为13～14，在130～150℃条件下反应2～3h，取产物即得改性木素磺酸钠。/n

【技术特征摘要】
1.一种蓄电池用负极膨胀剂，包含如下组分：导电材料、硫酸钡以及木素磺酸钠；其特征在于，
所述的木素磺酸钠为改性木素磺酸钠，所述的改性木素磺酸钠通过如下方法制备得到：
(1)将碱木质素加入到酸性水溶液中搅拌，过滤后取沉淀碱木质素；
(2)将沉淀碱木质素与对氯甲基苯乙烯加入到有机溶剂中混合，在130～150℃反应3～5h；得对氯甲基苯乙烯化沉淀碱木质素；
(3)将对氯甲基苯乙烯化沉淀碱木质素加入到含亚硫酸钠的水溶液中，调节pH值为13～14，在130～150℃条件下反应2～3h，取产物即得改性木素磺酸钠。


2.根据权利要求1所述的蓄电池用负极添加剂，其特征在于，步骤(1)中酸性水溶液为pH值为2～3的酸性水溶液；所述酸性水溶液的用量为碱木质素用量的3～5倍；最优选地，步骤(1)中酸性水溶液为pH值为3的酸性水溶液；所述酸性水溶液的用量为碱木质素用量的4倍。


3.根据权利要求1所述的蓄电池用负极膨胀剂，其特征在于，步骤(1)中所述的碱木质素选用麦草碱木质素。


4.根据权利要求1所述的蓄电池用负极膨胀剂，其特征在于，步骤(2)中沉淀碱木质素与对氯甲基苯乙烯的重...

【专利技术属性】
技术研发人员：李志斌，
申请(专利权)人：浙江埃登达新能源材料有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33