一種高炭鉛酸蓄電池極板添加劑制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種高炭鉛酸蓄電池極板添加劑，添加劑的重量百分比為蓄電池對(duì)應(yīng)極板配方中鉛粉含量的０．０１－１０％，添加劑由沉淀ＳｉＯ２和／或氣相ＳｉＯ２組成，或還包括ＣＭＣ和ＰＴＦＥ中的任意一種或兩種，由于沉淀ＳｉＯ２或氣相ＳｉＯ２的存在，添加劑可以與硫酸電解液相互作用，在體系中形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，將硫酸和水包裹在其中，從而使電解液可以和活性物質(zhì)充分接觸；同時(shí)，沉淀ＳｉＯ２或氣相ＳｉＯ２比表面積較高，改善了極板的孔隙度，提高了活性物質(zhì)的表面利用率，提高了蓄電池的容量和循環(huán)壽命，可廣泛適用于各種高炭鉛酸蓄電池極板上。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及一種高炭鉛酸蓄電池極板添加劑，屬于鉛酸蓄電池

技術(shù)介紹
鉛酸蓄電池在150多年的發(fā)展歷史過(guò)程中，因其價(jià)格便宜，原料易得，性能可靠等 優(yōu)點(diǎn)，一直在二次電池工業(yè)中占據(jù)著重要的地位。但是，由于鉛酸蓄電池電化學(xué)體系的局限 性，電池的質(zhì)量密度與功率密度均較低，作為動(dòng)力電池使用時(shí)電池的循環(huán)壽命較低，特別是 作為光伏系統(tǒng)與風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的儲(chǔ)能電池及混合動(dòng)力汽車用電池時(shí)，在高倍率部分荷電狀 態(tài)的狀態(tài)下，負(fù)極板易發(fā)生硫酸鹽化現(xiàn)象而使電池失效，使用壽命很不理想。近年來(lái)各國(guó)對(duì)新型儲(chǔ)能器件進(jìn)行了大膽研發(fā)，這其中就包括超級(jí)電容器和超級(jí)電 池。超級(jí)電容器是近些年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一種新型綠色儲(chǔ)能器件，具有快速充放電、功 率密度大、循環(huán)壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)，功率密度是普通電池的幾十倍以上，而循環(huán)次數(shù)也可達(dá)10 萬(wàn)次以上。基于這些優(yōu)異的性能，超級(jí)電容器有非常好的應(yīng)用前景，然而，其能量密度遠(yuǎn)低 于蓄電池的能量密度，因此也限制了超級(jí)電容器的應(yīng)用。超級(jí)電池是一種將蓄電池與超級(jí)電容器相結(jié)合的新型儲(chǔ)能系統(tǒng)。蓄電池與超級(jí)電 容器采取內(nèi)部連接，無(wú)需額外的昂貴的電子設(shè)備，成本低，同時(shí)，由于超級(jí)電容器的緩沖作 用，在高倍率充放電過(guò)程中可以有效抑制蓄電池中硫酸鹽的積聚，延長(zhǎng)蓄電池的循環(huán)壽命， 提高功率密度。其中，美國(guó)Axion Power公司開發(fā)的電池/超級(jí)電容器混合I^b-C電池技術(shù)，經(jīng)實(shí)驗(yàn) 驗(yàn)證，其循環(huán)壽命長(zhǎng)，且快速充電能力較高，動(dòng)力容量有所上升，且重量較輕，除此外，負(fù)極 沒有硫酸鹽化問(wèn)題。其技術(shù)要點(diǎn)在于連續(xù)和膏同常規(guī)鉛酸電池和膏相比，負(fù)極和膏中摻入 大量的碳。但負(fù)極活性物質(zhì)中摻炭會(huì)導(dǎo)致涂膏困難，膏體黏著性改變，不易附著在板柵上； 某些炭材料導(dǎo)電性較差，添加后會(huì)引起負(fù)極板內(nèi)阻增加；摻炭后極板強(qiáng)度差，電池使用過(guò)程 中活性物質(zhì)容易脫落，引起電池短路，電池自放電現(xiàn)象嚴(yán)重；由于炭材料和鉛粉密度相差非 常大，添加后負(fù)極板的空隙率大幅度上升，負(fù)極易被氧化。而專利200710035835. 0公布了超級(jí)電池用雙性極板，該專利在極板化成過(guò)程中， 在電解液中加入膠狀納米碳，化成時(shí)碳滲至負(fù)極板表面，最終形成碳包鉛的結(jié)構(gòu)，制成帶電 容性的負(fù)極板。但該專利所述方法對(duì)于薄極板來(lái)說(shuō)，有一定的作用，對(duì)厚極板來(lái)說(shuō)則不適 用。由乙炔黑與碳纖維等構(gòu)成的碳膜的電容性與超級(jí)電容器專用活性炭相比是微不足道 的，且專利中某些添加材料價(jià)格昂貴，不適合廣泛應(yīng)用。從上述超級(jí)電池和鉛炭電池的研發(fā)可以看出，炭材料起到了關(guān)鍵的作用。所以未 來(lái)鉛酸電池的發(fā)展方向是鉛酸電池+炭。對(duì)于普通的鉛酸電池，炭材料的添加量為0.2%以 下；對(duì)于高炭鉛酸電池，炭材料添加量為4%以上。如何對(duì)高炭鉛酸蓄電池極板做進(jìn)一步的 結(jié)構(gòu)配方改進(jìn)，就成為本專利技術(shù)想要解決的問(wèn)題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本專利技術(shù)旨在提供一種高炭鋁酸蓄電池極板添加劑，以 使其能夠提高極板的比表面積和孔隙度，使硫酸能夠與活性物質(zhì)充分接觸，提高活性物質(zhì) 表面利用率；同時(shí)，還能保證摻炭后膏體的黏著性，增加極板強(qiáng)度，防止使用過(guò)程中活性物 質(zhì)脫落，從而達(dá)到提高鉛酸蓄電池容量和循環(huán)壽命的目的。本專利技術(shù)是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的一種高炭鉛酸蓄電池極板添加劑，極板添加劑包括正極板添加劑和負(fù)極板添加 劑，正、負(fù)極板添加劑的重量百分比分別為對(duì)應(yīng)蓄電池極板配方中鉛粉含量的0.01-10%， 正、負(fù)極板添加劑分別為沉淀SiO2或氣相Si02。所述沉淀SiA或氣相SiA的重量百分比分別為對(duì)應(yīng)蓄電池極板配方中鉛粉含量 的 0. 5-10%。所述正、負(fù)極板添加劑還包括CMC或PTFE中的任意一種，沉淀SW2或氣相SW2的 重量百分比為對(duì)應(yīng)蓄電池極板配方中鉛粉含量的0. 01-5% ；所述CMC的重量百分比為對(duì)應(yīng) 蓄電池極板配方中鉛粉含量的0.01-5%，或PTFE的重量百分比為對(duì)應(yīng)蓄電池極板配方中 鉛粉含量的0.01-3%。所述正、負(fù)極板添加劑還包括CMC和PTFE的組合物，沉淀SW2或氣相SW2的重量 百分比為對(duì)應(yīng)蓄電池極板配方中鉛粉含量的0. 01-5% ；所述CMC和PTFE的重量百分比分 別為對(duì)應(yīng)蓄電池極板配方中鉛粉含量的0. 01-2. 5%。一種高炭鉛酸蓄電池極板添加劑，極板添加劑包括正極板添加劑和負(fù)極板添加 劑，正、負(fù)極板添加劑的重量百分比分別為對(duì)應(yīng)蓄電池極板配方中鉛粉含量的0.01-10%， 正、負(fù)極板添加劑分別為沉淀SiO2和氣相SiA的組合物。所述組合物中沉淀SiO2和氣相SiA的重量百分比分別為對(duì)應(yīng)蓄電池極板配方中 鉛粉含量的0.01-5%。所述正、負(fù)極板添加劑還包括CMC或PTFE中的任意一種，組合物中沉淀SiO2和氣 相SiA的重量百分比分別為對(duì)應(yīng)蓄電池極板配方中鉛粉含量的ο. 01-3% ；CMC或PTFE的 重量百分比為對(duì)應(yīng)蓄電池極板配方中鉛粉含量的0. 01-3%。所述正、負(fù)極板添加劑還包括CMC和PTFE的組合物，組合物中沉淀SiO2和氣相 SiO2的重量百分比分別為對(duì)應(yīng)蓄電池極板配方中鉛粉含量的0. 01-2. 5% ；CMC的重量百分 比為對(duì)應(yīng)蓄電池極板配方中鉛粉含量的0.01-3%;PTFE的重量百分比為對(duì)應(yīng)蓄電池極板配 方中鉛粉含量的0.01-2%。本專利技術(shù)所述的高炭鉛酸蓄電池極板添加劑既可以作為正極板添加劑，也可以作為 負(fù)極板的添加劑。由于沉淀S^2或氣相S^2的存在，添加劑可以與硫酸電解液相互作用，在 體系中形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，將硫酸和水包裹在其中，從而使電解液可以和活性物質(zhì)充分接 觸；同時(shí)，由于沉淀S^2或氣相SiA比表面積較高，在極板中可以達(dá)到造孔的目的，改善極 板的孔隙度，提高活性物質(zhì)表面利用率，因此對(duì)提高蓄電池容量和循環(huán)壽命具有顯著作用。其有益效果在于1.本專利技術(shù)所述高炭鉛酸蓄電池極板添加劑作為正極板添加劑時(shí)，能夠改善極板孔 隙度，增加正極活性物質(zhì)的比表面積，改善極板強(qiáng)度，提高化成效率，而且能夠提高活性物 質(zhì)的利用率和鉛蓄電池放電容量。2.本專利技術(shù)所述高炭鉛酸蓄電池極板添加劑作為負(fù)極板添加劑時(shí)，能夠增加負(fù)極活 性物質(zhì)的比表面積，有利于電化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行，提高活性物質(zhì)利用率，改善摻炭后膏體與板 柵的黏著性，增加極板強(qiáng)度，防止使用過(guò)程中活性物質(zhì)脫落，從而提高蓄電池容量和循環(huán)壽 命。3.采用高比表面積的沉淀S^2或氣相S^2作為極板添加劑成分，簡(jiǎn)便易行，對(duì)生 產(chǎn)設(shè)備無(wú)特殊要求，不會(huì)增加企業(yè)改進(jìn)生產(chǎn)設(shè)備的額外負(fù)擔(dān)，適合大規(guī)模生產(chǎn)應(yīng)用。4.適用范圍廣，可用于各種用途和型號(hào)的蓄電池極板上，同時(shí)，還可以解決高炭電 池炭材料和板柵結(jié)合力差的問(wèn)題。具體實(shí)施例方式本專利技術(shù)的中心思想是提供一種高炭鉛酸蓄電池極板添加劑，使其能夠提高極板的 比表面積和孔隙度，使硫酸能夠與活性物質(zhì)充分接觸，提高活性物質(zhì)表面利用率；同時(shí)，改 善摻炭后膏體黏著性，增加極板強(qiáng)度，防止使用中活性物質(zhì)脫落，達(dá)到提高蓄電池容量和循 環(huán)壽命的目的。實(shí)施例一首先取鉛粉100公斤，錫粉80克，添加劑800克，其中添加劑包括沉淀S^2400克 和氣相Si&400克，添加劑占正極板配方中鉛粉含量的重量百分比為0. 8%，攪拌3-5分鐘 使其混合均勻，然后加入配方量的水?dāng)嚢鑜Omin，在10 12min內(nèi)加入配方量的稀硫酸， 加酸同時(shí)不停的攪拌鉛膏，加好酸后再攪拌10 15m本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種高炭鉛酸蓄電池極板添加劑，其特征在于，所述極板添加劑包括正極板添加劑和負(fù)極板添加劑，所述正、負(fù)極板添加劑的重量百分比分別為對(duì)應(yīng)蓄電池極板配方中鉛粉含量的０．０１－１０％，所述正、負(fù)極板添加劑分別為沉淀ＳｉＯ↓［２］或氣相ＳｉＯ↓［２］。

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：陳紅雨，王富茜，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：華南師范大學(xué)，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：81[]