[发明专利]一种调节铅炭电池容量寿命的正极铅膏及其制备方法

说明书

本发明公开了一种调节铅炭电池容量寿命的正极铅膏及其制备方法，属于铅炭电池技术领域。所述正极铅膏以质量百分比计，包括：氧化铅粉80‑85％、4BS组合剂0.5‑5％、添加剂0.1‑0.2％、硫酸溶液5‑10％和水9‑12％，其中4BS组合剂为粒径D₉₀小于20μm的4BS晶种混合而成。正极铅膏以上述不同粒径4BS晶体组合物为添加剂，使和膏固化过程中生成的骨架4BS尺寸可控，分布均匀，三维交错结构稳定，增加极板强度，延长电池循环寿命。本发明可在一定范围调节活性物质中不同尺寸4BS的含量，利于不同类型用途电池的设计。

技术领域

本发明涉及铅炭电池技术领域，具体涉及一种调节铅炭电池容量寿命的正极铅膏及其制备方法。

背景技术

随着铅炭电池技术的快速发展，电池负极存在的硫酸盐化等问题得以改善，负极性能获得突破性发展，研究表明同等条件下铅炭负极的寿命提升4-5倍，电池正极性能与铅炭负极存在不匹配，电池整体寿命受正极性能控制。

在铅酸蓄电池生产中，为了延长正极的循环寿命，通常最有效的措施之一是采用高含量4BS的铅膏，使正极极板具有良好的机械强度，能有效地抑制正极活性物质的软化脱落。其作用主要体现在以下几个方面：(1)极板固化时，以4BS为主物相的生极板其构成的电极活性物质呈三维网状连接的骨架结构，4BS呈长粗棒状，且相互交错，增大极板活性物质的结合力；(2)相邻4BS晶体界面间能进行物质交换并形成晶体联接的点或面；(3)高4BS含量的铅膏由于pH值较高，会生成4PbO·PbSO₄·xH₂O水合物，该水合物易与板栅腐蚀层表面的Pb(OH)₂相互反应作用，形成连续的连接点或面，使含4BS铅膏与板栅之间具有良好的结合力；(4)在正极化成的过程中，1mol 4BS晶体氧化形成5mol PbO₂，活性物质的体积只减小了15％，PbO₂很好的保留了固化后4BS的骨架结构，这使得正极极板具有良好的机械强度，能有效地抑制正极活性物质脱落，延长电池循环寿命。

申请公布号为CN 107170954A的专利文献公开了一种蓄电池铅膏的高温和膏工艺，首先进行干搅拌，之后加入水和分散液进行湿搅拌，再进行加酸搅拌，最后再搅拌出膏，和膏机的温度从干搅拌到加酸搅拌温度逐渐升高至75-80℃，之后进行三阶段的降温，最后出膏温度小于45℃，这样制得的铅膏质量高，可以明显提高铅膏中的4BS含量，进而提高极板的强度和电池的寿命。

申请公布号为CN 104377359 A的专利文献公开了一种耐深循环铅酸蓄电池正极铅膏配方，各组份的重量百分比为：铅粉70-90％、硫酸3-15％、水3.9-10％、短纤维0.05-2％、胶体石墨0.1-0.4％、四碱式硫酸铅0.1-0.5％、二氧化硅乳液0.1-1.5％、聚四氟乙烯乳液0.1-5％，四碱式硫酸铅的颗粒粒径为10-120nm。通过添加聚四氟乙烯乳液保证充放电过程中活性物质的结构，通过在铅膏中添加二氧化硅乳液，二氧化硅在铅膏表面形成网状结构，保护铅膏晶体，减少活性物质因充放电过程中体积膨胀收缩造成的软化、脱落；通过在铅膏中加入4BS，4BS在铅膏中起晶种作用，同时采用高温和膏的工艺，促使铅膏中生出大量的4BS晶体，以提高电池的循环使用寿命。

但是，通过高温和膏或高温固化的方法得到的含4BS铅膏，其4BS晶体尺寸约20～100μm，如此大的晶体尺寸，会造成极板化成困难、一致性较差、电池初期容量低等影响电池性能的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种容量寿命在一定范围内可调设计的铅炭电池正极，以改善现有技术中存在的与铅炭负极性能不匹配问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：