蓄电池制造技术

用作铅酸蓄电池正极活性体的材料组合物，它具有基本上如图所示的Ｘ射线衍射图。该材料是通过使用甲烷磺酸电解液体系和脉冲电流由铅镉沉积形成的。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及蓄电池和包括引入这种电池的蓄电池组的装置。本专利技术特别涉及可充电的蓄电池，其通常是众所周知的，但其主要缺点是需要较长的充电时间。本专利技术尤其涉及在US4143216中描述的那种电极和蓄电池，其包括由于有一种结晶活性体电极材料因而可很快充电的铅酸蓄电池。本专利技术的目的是提供一种用于蓄电池电极的经改进的活性体和生产这种活性体的方法。本专利技术提供一种用作蓄电池阳极活性体的组合物，所说的组合物由具有如附图说明图1所示的X射线衍射图的结晶二氧化铅(PbO2)组成。该组合物可以包括微量的镉。该组合物可以通过使用铅镉电极、稀硫酸电解液和脉冲电流通过电解形或。铅镉电极可以通过使用包括甲烷磺酸铅、甲烷磺酸镉和甲烷磺酸的电解液和脉冲电流经电解沉积形成。本专利技术可以提供一种用于蓄电池阴极的多孔铅材料，其是通过使用二氧化铅组合物经在稀硫酸中进行电极转变和使用脉冲电流形成的。本专利技术提供用于铅酸蓄电池电极活性体的各种材料组合物，其通过使用甲烷磺酸电解质系统和脉冲电流由电极沉积而形成。现在通过实施例并参考附图描述本专利技术用于蓄电池电极材料的活性体、使用所说的活性体生产这种材料和含有电极的蓄电池的方法，其中图1表示了阳极活性体的X射线衍射图；图2是图1材料的照片；图3用示意图表示了用于铅镉板的电解沉积的装置；图4表示了阴极活性体的照片；图5用示意图表示将铅镉电解转变为多孔二氧化铅；和图6用示意图表示了通过脉冲电流将多孔二氧化铅电解转变为多孔铅的装置。参考附图，如图1中所示，用于阳极的活性体包含具有如图所示的X射线衍射图的结晶二氧化铅(PbO2)。通过使用硫酸电解液和脉冲电流将沉积的铝镉层转变为二氧化铅。原子吸收分析的结果表明在二氧化铅层中含有微量(0.06％)的镉。放大的照片(图2)说明了活性体二氧化铅材料的多结晶性质。使用如图3所示的电解池经电解来生产铅镉层。将容器1充满电解液。将两个阳极(正极)2固定在中心处的阴极(负极)3的对面。通过压缩空气管4提供适度的空气搅拌。在带有内置温度控制器5的加热板上将电解液加热到预定的温度。用示波器6监视脉冲电流。正极和负极被连接到直流脉冲电流电源7的阳极和阴极接线柱上。电流计8测量平均电流。在形成活性体的第一步骤中，正极由镀铂钛网孔组成。负极由导电材料，如铅箔、铝和不锈钢钢板组成。容器1含有甲烷磺酸电解液体系。电解液体系由甲烷磺酸镉(34g/L)、甲烷磺酸铅(8.5g/L)和甲烷磺酸(165gl/L)组成。还存在由间苯二酚(resorin)和聚乙二醇组成的添加剂。通过将1800毫升的甲烷磺酸镉、80毫升的甲烷磺酸铅、480毫升的磺酸、160毫升的添加剂和2478毫升的去离子水混合制成4升电解液。最佳的工艺参数是(i)脉冲电流0.25ms开/0.75ms关(ii)电流密度6A/dm2(iii)温度55-60℃(iv)适度的空气搅拌甲烷磺酸基方法能够电解沉积含0-100％镉的铅-镉。在此实施方案中使用由50％镉组成的电解沉积的或电铸的铅镉板以便接着将其转变为蓄电池的多孔PbO2和Pb电极。为了生产结晶二氧化铅层，在图5的电解池中使用铝镉沉淀物作为正极和纯铝板作为负极进行第二步骤。电解液为磺酸溶液(比重为1.10)。脉冲电流同前。使用在第二步骤中形成的电极材料作为在图6电解池中的阴极和阳极来生产用于阴极的活性体。电解液是稀硫酸溶液(比重为1.10)，所用脉冲电流同前但电流密度减小为2.8A/dm2。通过电解来还原阴极上的二氧化铅从而形成多孔的铅。使用多孔的铅从而形成蓄电池的负极。图4表示了由此方法形成的多孔铅的照片。本专利技术的蓄电池包括垂直放置在含有磺酸溶液(比重1.28)容器中的阳极(多孔的二氧化铅)和阴极(多孔铅)。蓄电池可以由许多以众所周知的铅酸蓄电池的其它方式散布的正极和负极组成。在间距大约为1厘米的电极之间可以使用工业聚丙烯分隔板。在20℃下在恒定电流为80mA到终端放电电压为1.82V的条件下测量所述的电池组的电容量。9.5小时后电池组电压从2.15降低到1.82V，电流仍然保持80mA。所以计算的电容量为760mAh。然而，在超过2伏的电压下电池组放电最多9.5小时。电池组电容量也可以用阳极活性材料的重量测量和确定为845mAh。所得到的利用率为89％。使用平均电流密度为3.8A/dm2的电池脉冲电流充电。在少于15分钟的时间内完全完成充电。在20℃下以600mA恒定电流自动放电和充电循环测定电池的寿命。发现电池寿命超过1500次循环。发现该电池能够放电到0.08伏和令人满意地充电。注意甲烷磺酸电解液体系是相对安全和不污染环境，特别是与US4143216中描述的电解液体系比较。例如甲烷磺酸容易分解成无害的组份。很显然，电铸活性体不需要基质，所以本专利技术的实施方案可以有效地减小总的固有重量。权利要求1.一种用作蓄电池正极活性体的材料组合物，所说的组合物由具有基本上如图1所示的X射线衍射图的结晶二氧化铅(PbO2)组成。2.权利要求1的材料组合物，包括微量的镉。3.权利要求1或2的材料组合物，它是通过使用铅镉电极、稀硫酸电解液和脉冲电流经电解形成的。4.权利要求3的材料组合物，其中通过使用由甲烷磺酸铅、甲烷磺酸隔和甲烷磺酸组成的电解液和脉冲电流经电解沉积形成铅镉合金。5.一种用于蓄电池负极的多孔铝材料，它使用权利要求1-4中任何一个的组合物，并通过使用稀硫酸和脉冲电流经电解转变活性体而形成。全文摘要用作铅酸蓄电池正极活性体的材料组合物,它具有基本上如图所示的X射线衍射图。该材料是通过使用甲烷磺酸电解液体系和脉冲电流由铅镉沉积形成的。文档编号C01G21/08GK1264929SQ99107379公开日2000年8月30日 申请日期1999年4月23日 优先权日1999年2月25日专利技术者梁天培, 黄河清, 苗华升 申请人:香港理工大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用作蓄电池正极活性体的材料组合物，所说的组合物由具有基本上如图１所示的Ｘ射线衍射图的结晶二氧化铅（ＰｂＯ↓［２］）组成。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：梁天培，黄河清，苗华升，
申请(专利权)人：香港理工大学，
类型：发明
国别省市：HK[中国|香港]