[发明专利]一种提高铅酸钡性能的制备方法

说明书

 

技术领域

    本发明涉及铅酸蓄电池领域，具体涉及铅酸蓄电池铅膏的原料铅酸钡。

技术背景

铅酸钡是一种导电陶瓷材料，它导电性能优异，作为铅酸蓄电池正极活性物质的添加剂，铅酸钡可以提高正极活性物质的导电性和孔率，从而提高活性物质利用率，改善正极板循环寿命。

铅酸蓄电池生产过程中会产生一定量的废铅粉和废正极活性物质等。将废铅粉和废正极活性物质制备成铅酸钡是一种节约成本、减小污染、变废为宝的新技术。但所制成的铅酸钡在硫酸溶液中会发生分解反应，分解产物是PbSO₄和BaSO₄混晶的化合物。

铅酸钡在稀硫酸溶液中的分解反应方程式如下：

BaPbO₃+2H₂SO₄=BaSO₄+PbSO₄+2H₂O+1/2O₂

实验证明，BaSO₄存在于正极活性物质中时会造成正极活性物质的结构疏松，从而影响蓄电池的循环寿命，因此BaSO₄在正极活性物质中应是避免存在的，这意味着当铅酸钡作为正极添加剂使用时，应保证其在电池电解液中尽可能的少分解。

    因此，如何提高所制备的铅酸钡稳定性，是决定回收制备的铅酸钡能否被再利用的关键因素。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种提高铅酸钡性能的制备方法，通过本发明方法制备的铅酸钡，可显著提高铅酸钡的稳定性和孔率。

本发明通过以下技术方案实现： 

一种提高铅酸钡性能的制备方法，包括以下步骤：

a. 以摩尔比为Ba：Pb：Re=1：1～1.5：0.05～0.3的比例，将BaCO₃、废铅氧化物和稀土氧化物混合均匀； 

b. 按步骤（a）混合物总质量的0～10%加入碳粉、碳酸铵或碳酸氢铵成孔剂中的一种或两种以上，充分研磨、混合均匀； 

c. 将步骤（b）得到的混合物于 800～1000℃，空气气氛下反应10小时以上，得到黑色产物。

步骤（a）中所述的BaCO₃纯度至少为99.9%以上。

步骤（a）中所述的稀土氧化物为氧化铈或氧化铕中的一种或两种混合物。

步骤（c）得到的黑色产物中铅酸钡含量为90%以上，孔率为30%以上。

步骤（c）得到的黑色产物经磨碎、过80目以上筛，作为铅膏添加剂。

稀土是很活泼的金属，性质极为相似，易形成稳定的配化合物。稀土元素的掺杂，会形成Ba_1-xSr_x PbO₃固溶体。不同组分固溶体的形成，将会改变原有铅酸钡的晶体结构和化学键，从而改善其稳定性和导电性。

具体实施方式

实施例1

取废铅粉100g，氧化铅占比80%，则

铅粉中总铅量为：100×80%÷223.2+100×（1-80%）÷207.2= 0.455 mol；

以摩尔比Ba：Pb：Eu=1：1.1：0.2的比例，称取0.414 mol（即81.7g）高纯BaCO₃和0.0414 mol（即14.6g）Eu₂O₃。

按上述物质总质量的2%，加入平均粒度为10纳米的碳粉即3.9g，充分研磨，混合均匀。

将上述混合物于 950℃，空气气氛下反应10h，得到黑色产物。黑色产物经过磨碎，过80目以上的筛即可作为铅膏添加剂。

实施例2

取废铅粉100g，氧化铅占比80%，则

铅粉中总铅量为：100×80%÷223.2+100×（1-80%）÷207.2= 0.455 mol；

以摩尔比Ba：Pb：Eu=1：1.1：0的比例，称取0.414 mol（即81.7g）高纯BaCO₃。

按上述物质总质量的5%，加入平均粒度为10纳米的碳粉，充分研磨，混合均匀。

将上述混合物于 950℃，空气气氛下反应10h，得到黑色产物。黑色产物经过磨碎，过80目以上的筛即可作为铅膏添加剂。

实施例3

取废铅粉100g，氧化铅占比80%，则