一种长寿命铅蓄电池用正极铅膏及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种长寿命铅蓄电池用正极铅膏及其制备方法。所述制备方法先制备含有正方晶系Bi2O3的正极添加剂晶种，在将制备的正极添加剂晶种添加到正极铅膏配方中，添加量为铅粉质量的0.1％～0.3％。本发明专利技术通过选择正方晶系的Bi2O3材料和铅粉制备骨架结构的正方晶种，通过正极引入骨架晶种，在有效控制铋含量的前提下，生成稳定的骨架结构，在循环寿命过程中，保持骨架结构的稳定性和导电性，减缓正极活性物质软化，可明显提升铅蓄电池的循环寿命。命。命。

【技术实现步骤摘要】
一种长寿命铅蓄电池用正极铅膏及其制备方法


[0001]本专利技术涉及铅蓄电池生产
，特别是涉及一种长寿命铅蓄电池用正极铅膏及其制备方法。

技术介绍

[0002]电池使用寿命是电池一项关键性能指标，影响使用寿命的因素非常多，其中正极活性物质尤为关键。
[0003]正极活性物质主要的成分是α
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PbO2和β
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PbO2，其中α
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PbO2作为骨架结构，同时也是作为导电体，在充放电过程中起到集流的作用，而β
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PbO2作为能量结构，附着在骨架结构上，参与主要的充放电，提供能量输出和储存。对寿命终止电池进行分析，寿命终止后的电池，β
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PbO2含量非常高，而α
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PbO2相比初始状态，有明显降低，推断在循环过程中，一定数量的α
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PbO2会在充放电过程中转化成β
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PbO2，α
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PbO2不断的解体和转换，可能引起活性物质骨架的塌陷，电池集流效果下降，内阻增加，降低活性物质的利用率，导致电池容量下降。
[0004]公开号为CN109273716B的专利技术公开了一种长寿命铅蓄电池及其制备方法。所述铅蓄电池的制备方法包括：正极板的铅膏分两部分完成，分别制备出含有硫酸亚锡、三氧化二锑和3BS的第一铅膏以及含有4BS的第二铅膏，再进行夹层式的涂膏操作，先在里层涂覆第一铅膏，再在表层涂覆第二铅膏，获得生极板；经中温固化后制得正极板，组装电池后内化成，内化成初始采用较大的电流密度进行充电，制得所述的长寿命铅蓄电池。本专利技术采用夹层式涂膏，使得生极板的表层具有高含量的4BS，缓解表层硫酸盐化的速度，再结合大电流化成工艺，提高表层的α
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PbO2的含量，在电池循环的过程中极板表层软化的速度减慢，提高电池的循环寿命。
[0005]公开号为CN101841031A的专利技术公开了一种铅蓄电池正极板栅的制备方法。以铅合金为原料，经熔融浇铸成形的铅合金正极板栅为阳极，在稀土硫酸盐和硫酸水溶液中应用阳极电化学氧化方法进行表面修饰，采用稀土改善铅合金正极板栅表面的性能。其避免了铅
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稀土合金制备的困难，容易在铅合金正极板栅表面均匀定量的掺入一些微量稀土元素，实现电极表面性能的调控，电化学法制备稀土氧化物具有操作条件温和、简单、制备成本低以及制得的稀土氧化物纯度高、稀土氧化物的微区结构可调控等优点。本专利技术使铅合金正极板栅电极具有电化学性能好、使用寿命长，还利于低成本铅蓄电池正极板栅的生产。
[0006]现有技术中，多为铅膏和制完成后均匀涂覆在板栅上，经固化分板后组装电池，添加电解液，化成制得铅蓄电池，其中的活性物质影响电池循环使用寿命。

技术实现思路

[0007]针对现有技术，本专利技术提供了一种长寿命铅蓄电池用正极铅膏及其制备方法。
[0008]本专利技术提供了一种长寿命铅蓄电池用正极铅膏的制备方法，包括以下步骤：
[0009](1)制备正极添加剂晶种：
[0010](1.1)前驱体极板的铅膏配方包括铅粉、硫酸溶液和纯水，以及按铅粉质量计，
0.03％～0.05％的Bi2O3、0.07％～0.08％的短纤维；将铅膏配方中各组分合膏后涂覆在正极板栅上，制备成前驱体极板，之后进行固化和干燥，其中，Bi2O3为正方晶系；
[0011](1.2)将所得前驱体极板浸泡在1.04～1.05g/cm3的稀硫酸溶液中，与一块负极板配对，分别接入电源形成回路，进行恒流充电，电流密度不超过0.8A/dm2，充入电量Q为40～45Ah/100g干膏量，干膏量＝涂膏量
×
0.9，涂膏量为前驱体极板涂覆铅膏量；充电结束后进行恒流放电，直到电压低于1.6V后停止放电；
[0012](1.3)将前驱体极板取出并用纯水冲洗后干燥，干燥后将铅膏取下，研磨后，加入到醋酸铵溶液中进行煮沸处理，煮沸结束后将沉淀进行纯水冲洗和烘干，研磨后制得所述正极添加剂晶种；
[0013](2)将步骤(1)制备的正极添加剂晶种添加到正极铅膏配方中，添加量为铅粉质量的0.1％～0.3％。
[0014]具体的，步骤(1.1)中，前驱体极板中硫酸溶液的密度为1.4g/cm3，添加量为铅粉质量的9％～10％；纯水的添加量为铅粉质量的12％～13％。
[0015]优选的，步骤(1.1)中，前驱体极板固化过程中，相对湿度保持70％～75％范围内，温度设定为60℃～70℃，时间为15h；干燥过程中，温度设定为60℃～65℃，时间为6h。
[0016]优选的，步骤(1.2)中，放电电流密度为1.6A/dm2。
[0017]具体的，步骤(1.3)中，充放电后的前驱体极板干燥时，温度为105℃，时间为30min，然后自然冷却；步骤(1.3)中，干燥后取下的铅膏研磨后过80目的目筛；煮沸后的沉淀研磨后过200目的目筛。
[0018]优选的，步骤(1.3)中，醋酸铵溶液的质量浓度为25％～30％；铅膏加入到醋酸铵溶液中进行煮沸处理时，醋酸铵溶液加入量按3.5～4.0kg/kg铅膏。
[0019]优选的，所述正极添加剂晶种的堆积密度为4.1g/cm3～4.5g/cm3，二氧化铅含量为75％～90％。
[0020]本专利技术还了所述制备方法制备的长寿命铅蓄电池用正极铅膏。
[0021]本专利技术还提供了一种长寿命铅蓄电池用正极板，使用上述长寿命铅蓄电池用正极铅膏。
[0022]本专利技术的有益效果：本专利技术通过选择正方晶系的Bi2O3材料和铅粉制备骨架结构的正方晶种，通过正极引入骨架晶种，在有效控制铋含量的前提下，生成稳定的骨架结构，在循环寿命过程中，保持骨架结构的稳定性和导电性，减缓正极活性物质软化，可明显提升铅蓄电池的循环寿命。
附图说明
[0023]图1为实施例1中前驱体材料SEM图。
具体实施方式
[0024]本专利技术提供了一种正极晶种的制备方法，晶种制备完成后，以6
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DZF
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20型号电池为例，在现有常规正极配方的基础上引入该晶种，制备成正极板，负极采用常规负极板，组装成实验电池，对比电池，正极板为常规类正极板(未添加晶种)，负极板同实施例相同，通过循环寿命测试，可以明显提升电池的循环性能。
[0025]实施例1
[0026](1)制备正极晶种
[0027]按照常压和膏的生产方式制备铅膏，铅粉重量为100kg，配方料中添加Bi2O3和短纤维，添加量按铅粉质量百分比计：
[0028]Bi2O3：0.03％，添加量30g；
[0029]短纤维：0.07％，添加量70g。
[0030]Bi2O3为黄色正方晶系粉末，纯度为99.9％。
[0031]和膏过程用的纯水和硫酸，添加量按铅粉质量百分比计：
[0032]硫酸：9％，添加量9.0kg，硫酸密度为1.4g/cm3(25℃)；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种长寿命铅蓄电池用正极铅膏的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)制备正极添加剂晶种：(1.1)前驱体极板的铅膏配方包括铅粉、硫酸溶液和纯水，以及按铅粉质量计，0.03％～0.05％的Bi2O3、0.07％～0.08％的短纤维；将铅膏配方中各组分合膏后涂覆在正极板栅上，制备成前驱体极板，之后进行固化和干燥，其中，Bi2O3为正方晶系；(1.2)将所得前驱体极板浸泡在1.04～1.05g/cm3的稀硫酸溶液中，与一块负极板配对，分别接入电源形成回路，进行恒流充电，电流密度不超过0.8A/dm2，充入电量Q为40～45Ah/100g干膏量，干膏量＝涂膏量
×
0.9，涂膏量为前驱体极板涂覆铅膏量；充电结束后进行恒流放电，直到电压低于1.6V后停止放电；(1.3)将前驱体极板取出并用纯水冲洗后干燥，干燥后将铅膏取下，研磨后，加入到醋酸铵溶液中进行煮沸处理，煮沸结束后将沉淀进行纯水冲洗和烘干，研磨后制得所述正极添加剂晶种；(2)将步骤(1)制备的正极添加剂晶种添加到正极铅膏配方中，添加量为铅粉质量的0.1％～0.3％。2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1.1)中，前驱体极板中硫酸溶液的密度为1.4g/cm3，添加量为铅粉...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘玉，李桂发，邓成智，周阳盛，吴华海，沈菲，李雪辉，孔鹤鹏，郭志刚，
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：