一种利用回用铅粉制备动力电池的方法、正极板和动力电池技术

本发明专利技术公开了一种利用回用铅粉制备动力电池正极板的方法，包括以下步骤：(1)将回收的动力电池经过熔炼炉熔炼后制得一次粗铅，保留一次粗铅中铋、锑、锡、银成分，其余杂质按要求除杂，使杂质符合标准；(2)测定成分并调整含量；(3)用回收粗铅铸锭，切块后制作正极铅粉，利用该正极铅粉制备正极铅膏，然后涂板制备正极板、组装成生板电池，电池化成后制成动力电池。本发明专利技术通过在回收铅蓄电池时，采用在回收铅中不除杂，直接利用有益元素，经过调整锑、锡、铋等金属添加剂的含量，直接铸锭后制备铅粉，再用于制备正极活性物质，结果锑、锡、铋等金属添加剂分布的更加均匀，制备成电池的循环寿命也有所提高。寿命也有所提高。寿命也有所提高。

【技术实现步骤摘要】
一种利用回用铅粉制备动力电池的方法、正极板和动力电池


[0001]本专利技术涉及铅蓄电池
，特别是涉及一种利用回用铅粉制备动力电池的方法、正极板和动力电池。

技术介绍

[0002]传统的铅酸电池正极用铅粉一般使用1号铅，从粗铅到1号铅可以通过电解粗铅或用火法处理得到，把粗铅中锑锡铋等金属处理掉，处理的方法流程复杂，能耗高，造成1号铅的成本偏高。同时，使用1号铅制作的铅粉，在使用铅钙锡铝合金时，在深循环的条件下，电池循环寿命较短。
[0003]比如，公开号为CN101173326的专利技术公开了一种废铅酸蓄电池回收铅过程中产生的酸性废液的回收利用方法，通过加入氨水中和、硫化沉淀、硝酸酸化以及溶剂萃取等一整套技术，可将废铅酸蓄电池铅回收废液中的铅、镉、锑、锡、铋、铜、锌、银等离子均得到良好的回收利用，极大地提高了资源的综合回收利用率，同时也消除了相关重金属离子对环境的污染，具有十分重要的现实意义。
[0004]公开号为CN108539315A的专利技术公开了一种废铅蓄电池铅膏回收的新工艺，将含锑量为46％的Pb-Sb粗合金与脱硫铅膏(PbCO3)在真空条件下反应，使铅膏转变为金属铅，而Pb-Sb粗合金中的锑则转变为三氧化二锑。铅膏真空再生耦合Pb-Sb粗合金分离锑技术，不但实现铅膏的回收，也同时实现Pb-Sb粗合金分离。
[0005]另一方面，现有技术中，为了提高电池的寿命，在使用1号铅制作的铅粉中和膏时添加硫酸亚锡和三氧化二锑等，由于添加物和铅粉比重的明显差异，和膏机的搅拌方式难以做到混合均匀，造成电池一致性差，电池在深循环的条件下，部分的电池仍出现早期容量衰减现象,电池寿命短的问题没有根本解决。另外，三氧化二锑有毒，在人工在操作平台添加，容易造成环境污染，对人身体会造成伤害，并且，硫酸亚锡和三氧化二锑的价格相当于对应金属价格的5倍左右，成本很高。
[0006]因此，如何有效改善和膏平台的环境，降低对人体的伤害，同时消除早期容量衰减，降低配方的成本，提升动力电池的深循环性能，是本领域技术人员需要解决的问题。

技术实现思路

[0007]本专利技术针对现有技术中存在的回收含有较高锑、锡、铋等金属添加剂的动力铅蓄电池时去除这些金属添加剂较为困难、耗费人力物力较多的问题，提供了一种利用回用铅粉制备动力电池正极板的方法、正极板和动力电池。
[0008]一种利用回用铅粉制备动力电池正极板的方法，包括以下步骤：
[0009](1)将回收的动力电池经过熔炼炉熔炼后制得一次粗铅，保留一次粗铅中铋、锑、锡、银成分，其余杂质按要求除杂，使杂质符合1号电解铅的标准，制备得到回收粗铅；
[0010](2)测定回收粗铅的成分，依据动力电池正极板的正极铅膏配方调整回收粗铅中铋、锑、锡、银四种元素的含量，
[0011](3)以调整后的回收粗铅直接铸锭制备铅锭，将铅锭切块后制作正极铅粉，利用该正极铅粉制备正极铅膏，然后涂板制备正极板、组装成生板电池，电池化成后制成动力电池。
[0012]优选的，步骤(2)调整后的回收粗铅中，金属锑的质量浓度为0.001～0.5000％，金属锡的质量浓度为0.0010～1.2000％，金属铋的质量浓度为0.0005～0.0500％，金属银的质量浓度为0.0005～0.0200％。步骤(2)调整时，对含量缺少的额外添加纯铋、锑、锡或银；对含量超过的，则用1号电解铅进行稀释。
[0013]优选的，步骤(3)中制备正极铅膏时还需要加入纤维、硫酸溶液和水。更优选的，步骤(3)中制备正极铅膏时，每100kg铅粉中加入70g纤维、12kg-16kg水和10kg密度为1.4g/cm3的硫酸溶液。进一步优选的，步骤(3)中制备正极铅膏时，制得的湿铅膏的视比重为4.3-4.6g/cm3。
[0014]本专利技术又提供了所述方法制备的正极板。
[0015]本专利技术还提供了一种动力电池，使用所述正极板。
[0016]本专利技术通过在回收铅蓄电池时，采用在回收铅中不除杂，直接利用有益元素，经过调整锑、锡、铋等金属添加剂的含量，直接铸锭后制备铅粉，再用于制备正极活性物质，结果锑、锡、铋等金属添加剂分布的更加均匀，制备成电池的循环寿命也有所提高。
附图说明
[0017]图1为废旧铅蓄电池回收前期处理工艺流程图。
[0018]图2为极板取样位置示意图。
[0019]图3为对比例1制备的正极活性物质电镜检测结果图。
[0020]图4为实施例1制备的正极活性物质电镜检测结果图。
[0021]图5为实施例2制备的正极活性物质电镜检测结果图。
[0022]图6为实施例3制备的正极活性物质电镜检测结果图。
具体实施方式
[0023]对比例1、实施例1(高锑合金)
[0024]1、正极用铅的准备
[0025]步骤一：用市场上回收的动力电池、深循环的船用等高锑合金含量蓄电池类型电池(这类电池行业内都含有锡锑银等氧化物添加剂)按图1中废旧铅蓄电池回收前期处理工艺流程进行处理后，得到铅膏一次粗铅；
[0026]步骤二：对步骤一制得的铅膏一次粗铅按表1的方式处理，实施例1正极铅粉用铅不进行除锑、锡、铋、银的操作，对比例1正极用铅处理成1号铅的标准。
[0027]制得的对比例1铅粉用1#铅铅液和实施例1铅粉用1#合金铅铅液进行成分检测，检测结果如表2所示。
[0028]表1
[0029]工序步骤对比例1工艺实施例1工艺1升温熔化升温熔化2造渣还原造渣还原
3精炼精炼4除银不除银5除铜除铜6除锡不除锡7除硫除硫8除锡、锑不除锡、锑9除铋不除铋10除砷等杂质除砷等杂质11脱氧脱氧
[0030]表2(质量分数％)
[0031][0032][0033]步骤三：将步骤二制得的对比例1铅粉用1#铅铅液和实施例1铅粉用1#合金铅铅液进行铸锭得到对比例1铅粉用1#铅锭和实施例1铅粉用合金1#铅锭。
[0034]2、铅粉的制作
[0035]用上述对比例1铅粉用1#铅锭和实施例1铅粉用合金1#锭分别使用相同铅粉工艺进行铅粉的制作得到对比例1#铅粉和实施例1#铅粉。
[0036]3、正极铅膏的制作
[0037]对比例1铅膏制作：在合膏机中加入100Kg上述制备的对比例1#铅粉，加入70g纤维干混5分钟，加入12Kg的水，加水时间为5分钟，再加入10Kg的密度为1.4g/cm3的硫酸，控制加酸速度，15min内加完，使加酸过程中铅膏的温度控制在50℃以下，加完酸后搅拌3分钟。制得的铅膏的视比重在4.4g/cm3。
[0038]实施例1铅膏制作：在合膏机中加入100Kg上述制备的实施例1#铅粉，加入70g纤维干混5分钟，加入12Kg的水，加水时间为5分钟，再加入10Kg的密度为1.4g/cm3的硫酸，控制加酸速度，15min内加完，使加酸过程中铅膏的温度控制在50℃以下，加完酸后搅拌3分钟。制得的铅膏的视比重在4.4g/cm3。
[0039]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用回用铅粉制备动力电池正极板的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将回收的动力电池经过熔炼炉熔炼后制得一次粗铅，保留一次粗铅中铋、锑、锡、银成分，其余杂质按要求除杂，使杂质符合1号电解铅的标准，制备得到回收粗铅；(2)测定回收粗铅的成分，依据动力电池正极板的正极铅膏配方调整回收粗铅中铋、锑、锡、银四种元素的含量，(3)以调整后的回收粗铅直接铸锭制备铅锭，将铅锭切块后制作正极铅粉，利用该正极铅粉制备正极铅膏，然后涂板制备正极板、组装成生板电池，电池化成后制成动力电池。2.如权利要求1所述的新型铅粉合金铅，其特征在于，步骤(2)调整后的回收粗铅中，金属锑的质量浓度为0.001～0.5000％，金属锡的质量浓度为0.0010～1.2000％，金属铋的质量浓度为0.0005～0...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭志刚，许宝云，王娟，高银，李桂发，刘明伟，王杜友，张璐盈，张应喜，李雪辉，刘玉，张天任，
申请(专利权)人：天能电池集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：