适用于高低温环境的负极铅膏、铅酸蓄电池及制备方法技术

适用于高低温环境的负极铅膏、铅酸蓄电池及制备方法，所述负极板铅膏配方包含以下重量份数的组分：铅粉100份,硫酸8‑11份，去离子水7～10份，高强短纤维0.04～0.06份,木质素0.1～0.2份，颗粒炭黑0.1～0.25份，纳米硫酸钡0.65～0.95，腐殖酸0.4～0.6份，表面活性剂0.25～0.45份，碳纳米管溶液2～4份，析氢抑制剂0.10～0.25份。采用该负极板铅膏配方所生产的铅酸蓄电池综合提升了铅酸蓄电池高温和低温性能，同时具有高温寿命长、低温大电流放电性能好的优点。

【技术实现步骤摘要】
适用于高低温环境的负极铅膏、铅酸蓄电池及制备方法
本专利技术属于蓄电池
，具体涉及一种同时适用于高温和低温环境下使用的负极铅膏、铅酸蓄电池及制备方法。
技术介绍
随着铅酸蓄电池和汽车行业的高速发展，用户对蓄电池的性能要求越来越严苛，对蓄电池的环境适应性要求越来越高。传统的汽车铅酸蓄电池适用范围在-30℃—60℃，且在过高或过低环境温度下使用电池寿命衰减很快。现有技术中，虽针对低温环境使用的蓄电池有过一些研究，但同时满足高温和超低温环境使用的电池的产品还未出现过。长途商用车行驶里程较长，且行驶区域较广泛，对蓄电池的温度适用范围要求较高，需满足-40℃—75℃环境使用。为满足客户高温和低温使用需求，需同时提升蓄电池高温寿命和低温启动性能，也是各个蓄电池企业重点关注和技术攻关工作内容。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种低失水的适用于高低温环境的铅酸蓄电池负极铅膏。本专利技术的目的在于提供一种高温寿命长、低温大电流放电性能好的可以同时满足提升蓄电池高温寿命和低温启动性能的需求的铅酸蓄电池。本专利技术的目的还在于提供上述铅酸蓄电池负极铅膏的制备方法。本专利技术通过对现有技术的铅酸蓄电池在高温、低温环境下使用性能特点的分析发现：现有铅酸蓄电池在高温环境使用过程中的失水速度快、膨胀剂高温易溶解析出导致负极失效；在超低温环境下使用负极硫酸盐化导致起动性能降低的等问题，这些问题影响了蓄电池高温寿命和低温启动性能。本专利技术的技术方案是：一种适用于高低温环境的铅酸蓄电池负极铅膏，包含以下重量份数的组分：铅粉　　　　　　100份，稀硫酸8～11份，去离子水　　　7～10份，高强短纤维0.04～0.06份，木质素0.10-0.20份，腐殖酸0.40-0.60份，纳米硫酸钡0.65～0.95份，颗粒炭黑0.10-0.15份，表面活性剂0.25～0.45份，碳纳米管溶液2-4份，析氢抑制剂0.1～0.25份。本专利技术的最佳重量份数的组分为：铅粉　　　　　　100份，稀硫酸9～10份，去离子水　　　8～9份，高强短纤维0.045～0.055份，木质素0.13-0.17份，腐殖酸0.45-0.55份，纳米硫酸钡0.7～0.8份，颗粒炭黑0.12-0.14份，表面活性剂0.30～0.35份，碳纳米管溶液3.0-3.5份，析氢抑制剂0.16～0.20份。本专利技术所述的稀硫酸的质量分数为40~50%。本专利技术所述的表面活性剂为橡碗栲胶，为一种特定天然栲胶类物质。本专利技术所述的高强短纤维为纳米级涤纶，长度为2-5mm，直径为50-130nm。本专利技术所述的颗粒炭黑颗粒大小为50-100nm。本专利技术所述的纳米硫酸钡颗粒大小为300-500nm。本专利技术所述的析氢抑制剂为ZnSO4·7(H2O)。本专利技术所述的碳纳米管溶液浓度质量分数为0.1%。本专利技术通过采用木质素取代常规的木素磺酸钠，提高木素在高温环境使用的稳定性，降低木素的溶解度，提升高温环境下负极稳定性和循环寿命。同时通过添加析氢抑制剂ZnSO4·7(H2O)提升负极析氢电位，降低电池高温水损耗速率，从而提升电池在高温环境使用寿命。另外，采用颗粒炭黑取代常规的乙炔黑，减少电池化成和使用过程的碳材料的高温溶出，提升极板碳含量的稳定性，从而提升负极板高温稳定性。与此同时，通过添加碳纳米管溶液使之形成良好的导电网络，促使硫酸铅的转化，提升低温大电流放电性能。通过添加纳米硫酸钡材料，提高分散性，缓解硫酸盐的沉积，提高导电性能，改善低温大电流放电特性。通过添加表面活性剂橡碗栲胶，来改善负极板栅与活性物质界面结构，使之形成良好的电子交换界面氧化膜，延缓硫酸盐沉积，减少容量损失，提高电子传递效率。同时该添加剂具有凝聚和吸附作用，可改善活性物质之间的界面结构，提高活性物质之间的结合力。在现有铅膏配方的基础上，改善了板栅与活性物质之间的界面结构，从而提高了大型号电池在超低温环境下的大电流放电性能。本专利技术负极铅膏的制备方法：将上述负极铅膏配方中木质素、纳米硫酸钡、腐殖酸、颗粒炭黑、表面活性剂、析氢抑制剂、高强短纤维进行干混，并搅拌2分钟使之搅拌均匀；将铅粉加入上述混合物，混合搅拌4分钟；在3分钟内加入剩余的去离子水和碳纳米管溶液并搅拌均匀；在15分钟内加入配方量的稀硫酸，搅拌混合均匀，温度控制在50℃以下，得到负极铅膏。本专利技术的适用于高温和低温环境的负极铅膏制备的铅酸蓄电池：选择常规配方制备的正极板作为铅酸蓄电池的正极板，用本专利技术的适用于高温和低温环境的铅酸蓄电池负极铅膏制备负极板，作为铅酸蓄电池的负极板，以密度为1.28cm3/g硫酸为电解液，按照正极-隔板-负极方式组装到电池槽中，再往电池槽体中注入电解液，组装成铅酸蓄电池。本专利技术的有益效果是：通过以上技术综合提升了铅酸蓄电池高温和低温性能，采用该负极板配方所制备的铅酸电池同时具有较好的高温寿命、低温大电流放电性能。具体实施方式实施例1一种同时适用于高温和低温环境下使用的铅酸蓄电池负极铅膏配方，包含以下重量份数的成分：铅粉　　　　　　100份，稀硫酸9.5份，去离子水　　　8.5份，高强短纤维0.05份，木质素0.15份，腐殖酸0.5份，纳米硫酸钡0.75份，颗粒炭黑0.13份，表面活性剂0.33份，碳纳米管溶液3.0份，析氢抑制剂0.18份。其中，所述的稀硫酸的质量分数为48%。所述的高强短纤维为纳米级涤纶，长度为3.5mm，直径为100nm。所述的颗粒炭黑颗粒平均大小为80nm。所述的纳米硫酸钡颗粒平均大小为400nm。所述的碳纳米管溶液浓度质量%为0.1%。实施例2一种同时适用于高温和低温环境下使用的铅酸蓄电池负极铅膏配方，包含以下重量份数的成分：铅粉100份，稀硫酸9.5份，去离子水　8.5份，高强短纤维0.05份，木质素0.15份，腐殖酸0.5份，纳米硫酸钡0.75份，颗粒炭黑0.12份，表面活性剂0.35份，碳纳米管溶液3.0份，析氢抑制剂0.12份。其中，所述的稀硫酸的质量分数为48%所述的高强短纤维为纳米级涤纶，长度为3mm，直径为110nm。所述的颗粒炭黑颗粒平均大小为90nm。所述的纳米硫酸钡颗粒平均大小为400nm。所述的碳纳米管溶液浓度质量%为0.1%。实施例3一种同时适用于高温和低温环境下使用的铅酸蓄电池负极铅膏配方，包含以下重量份数的成分：铅粉　　　　　　100份，稀硫酸9.5份，去离子水　　　8.5份，高强短纤维0.05份，木质素0.10份，...

【技术保护点】
1.一种适用于高低温环境的负极铅膏，其特征在于，包含以下重量份数的组分：/n铅粉 　 100份，/n硫酸 8～11份，/n去离子水　　　 7～10份，/n高强短纤维 0.04～0.06份，/n木质素 0.10-0.20份，/n腐殖酸 0.40-0.60份，/n纳米硫酸钡 0.65～0.95份，/n颗粒炭黑 0.10-0.15份，/n表面活性剂 0.25～0.45份，/n碳纳米管溶液 2-4份，/n析氢抑制剂 0.1～0.25份。/n

【技术特征摘要】
1.一种适用于高低温环境的负极铅膏，其特征在于，包含以下重量份数的组分：
铅粉　100份，
硫酸8～11份，
去离子水　　　7～10份，
高强短纤维0.04～0.06份，
木质素0.10-0.20份，
腐殖酸0.40-0.60份，
纳米硫酸钡0.65～0.95份，
颗粒炭黑0.10-0.15份，
表面活性剂0.25～0.45份，
碳纳米管溶液2-4份，
析氢抑制剂0.1～0.25份。


2.根据权利要求1所述适用于高低温环境的负极铅膏，其特征在于重量份数的组分为：
铅粉　　　　　　100份，
硫酸9～10份，
去离子水　　　8～9份，
高强短纤维0.045～0.055份，
木质素0.13-0.17份，
腐殖酸0.45-0.55份，
纳米硫酸钡0.7～0.8份，
颗粒炭黑0.12-0.14份，
表面活性剂0.30～0.35份，
碳纳米管溶液3.0-3.5份，
析氢抑制剂0.16～0.20份。


3.根据权利要求1或2中所述的适用于高低温环境的负极铅膏,其特征在于:所述硫酸的质量分数为40~50%。


4.根据权利要求1或2中所述适用于高低温环境的负极铅膏,其特征在于:所述表面活性剂为橡碗栲胶。


5.根据权利要求1或2中所述适用于高低温环境的负极铅膏,其特征在于:所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：田振，徐建刚，夏诗忠，刘长来，
申请(专利权)人：骆驼集团蓄电池研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42