[发明专利]大型超低温起动用全密闭免维护铅酸蓄电池

说明书

本发明涉及全密闭铅酸蓄电池领域，特别是一种适于高寒地区使用的大型超低温起动用全密闭免维护铅酸蓄电池。

全密闭免维护蓄电池问世以来发展极为迅速。特别是随着各种高科技电子产品的发展，对电池的性能又提出了更高的要求。在运输车辆中(如机车、汽车)，就要求使用的全密闭免维护蓄电池不仅在超低温条件下具有高率放电的能力，还要具备超低温条件下的电起动性能。在现有技术中，往往由于电池的板栅合金材料和正负极板栅表面活性物质的自身性质，以及它们之间的组合，使得此类全密闭免维护蓄电池不能满足超低温条件下的高性能要求，一般起动温度在-18℃左右。

本发明的目的，旨在提出一种采用新型正负板栅合金材料和正负极板栅表面活性物质的大型超低温起动用全密闭免维护铅酸蓄电池。

本发明的目的可以通过下述方案实现。

大型超低温起动用全密闭免维护铅酸蓄电池，包括壳体，极柱，正负极板栅，表面活性物质和电解液，本发明的特征在于：

正极板栅的合金成分(重量)为：0.2-0.5％Bi，0.05-0.08％Na，0.02-0.03％Se，0.02-0.03％Al，0.27-0.30％Sn，余量Pb；

正极表面活性物质，由Pb粉加入10ml/AH比重为1.25g/cm³H₂SO₄溶液，及(重量)为：0.05-0.5％腈纶棉，0.02-0.1％异性石墨制成；

负极板栅的合金成分(重量)为：0.08-0.1％Ca，0.1-0.6％Sn，0.02-0.03％Al，0.02-0.05％Bi，余量Pb；

负极表面活性物质，由Pb粉加入10ml/AH比重为1.25g/cm³H₂SO₄溶液，及(重量)为：0.1-0.5％BaSO₄，0.1-0.5％腐植酸，0.1-0.3％α、β萘酸，0.02-0.1％直接还原蓝制成；

电解液采用比重为：1.285-1.31g/cm³的H₂SO₄溶液，加入0.5-3％(体积百分比)的磷酸配制。

以下结合本发明的2V500AH电池实施例，对大型超低温起动用全密闭免维护铅酸蓄电池予以详细叙述。

正极板栅采用无锑合金材料，由0.2％Bi，0.08％Na，0.02％Se，0.03％Al，0.27％Sn和余量Pb组成。该材料中Bi与Sb同族，其化学性质有许多相似之处，而且Bi的金属性比Sb强，在合金中Bi可以有效地提高合金的表面能量，抑制合金氧化过程中PbSO₄的生成，使腐蚀产物中的氧化铅占绝对多数，金属钠在铅中可形成固溶体，而且具有饱和溶解度。在合金结晶过程中，Na析出，弥散于晶界、相界使金属强化。Se是优良的变质剂。可以细化晶粒，改善晶界结构，改善合金的铸造工艺性。Al和Sn可以提高合金的流动性，改善合金的铸造工艺性。

正极活性物质由Pb粉加入5000ml比重为1.25g/cm³H₂SO₄溶液，及(重量)为：0.5％腈纶棉，0.02％异性石墨制成。其中加入异性石墨，可以提高活性物质的活性，提高容量。腈纶棉的加入可有效地防止活性物质的脱落，提高电池寿命。    

负极板栅采用现有技术中的铅钙合金材料。由0.1％Ca，0.1％Sn，0.03％Al，0.02％Bi和余量Pb组成。以保持高的析氢过电位，满足密闭电池的需要。

负极活性物质由Pb粉加入5000ml比重为1.25g/cm³H₂SO₄溶液，及(重量)为：0.1％BaSO₄，0.5％腐植酸，0.1％α、β萘酸和0.1％直接还原蓝制成。采用直接还原蓝(染料)作为去钝化剂，可以保持电池在低温状态下的高率放电性能。

电池的电解液由1.285-1.31g/cm³的H₂SO₄溶液，加入0.5-3％(体积百分比)的磷酸，可以保护正极，提高电池容量。

采用本发明制造的大型超低温起动用全密闭免维护铅酸蓄电池，不仅具有高的容量比能量和长的寿命，而且在-42℃的条件仍具有优良的高率放电性能，可以满足高寒地区机车、汽车等机动车辆的起动要求。

下表是用本发明制作的2V500AH大容量电池的性能测试数据：

  日本JISC8708-92标准  测试结果  容    量  第3次循环≥额定容量95％    116％ 密闭反应效率    ≥90％    ≥98.6％  耐过充能力    容量≥95％    112％  高率放电    1CQ≥27分钟    33分钟 充电保持能力    放置28天    0.1CA容量≥95％    96.3％ 充电接受能力  以14.4I0.5V充电10分钟    电流值≥0.24CA    0.82CA  寿    命    ≥500次    589次  耐冲击性    电池无破裂    合格  耐振动性  振动2小时无短路无漏液    合格-40℃起动性能        -  10CA放电9S  电压10.8V