一種含有鉛酸鈣的鉛酸蓄電池正極鉛膏制造技術

本發明專利技術涉及鉛酸蓄電池領域，公開了一種含有鉛酸鈣的鉛酸蓄電池正極鉛膏，各組分的質量百分比為：鉛粉71~89%，硫酸4~14%，水5~18%，短纖維0.05~2%，CaPbO3?0.5~5%。本發明專利技術的鉛酸蓄電池正極鉛膏能夠提高化成效率，減少正極活性物質軟化脫落并提高冷起動性能，提高電池放電容量和循環使用壽命。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及鉛酸蓄電池領域，尤其涉及一種含有鉛酸鈣的鉛酸蓄電池正極鉛膏。
技術介紹
由于《鉛蓄電池行業準入條件》的要求，各鉛酸蓄電池公司都在實施內化成環保工藝。但內化成卻存在化成效果不佳的問題。由于生板的主要成分是二價鉛的化合物，它們的導電性不是很好。硫酸鉛是絕緣體，而氧化鉛和堿式硫酸鉛是半導體。它們在化成以前，蓄電池極板由這些物質的混合物組成。極板的化成只能在形成了一條導電路徑后才能開始進行。Pavlov及其合作者已經研究表明在硫酸溶液中，電流集流體附近的物質首先被轉化成導電鉛和二氧化鉛，然后化成向板柵格子的中心進行，硫酸鉛是化成過程中最后被轉化的物質。因此化成的速率是受非導電性性質氧化鉛的制約，尤其在正極板中。而為了提高化成的效率，就是向極板中添加導電添加劑。而現在最常見的是添加炭材料添加劑，但是炭材料在化成結束后，一半的炭就被分解掉了。同時生成的二氧化碳對極板也有一定的沖擊傷害，同時分解掉的炭增大的極板的孔率但也減弱了極板的機械機構性能，從而使電池的循環壽命受到一定的影響。申請號為CN201310296767.9的中國專利公開了一種鉛酸蓄電池正極鉛膏配方，包括以下組分，各組分重量百分比為：鉛粉70～90%；硫酸3～15%；水5～20%；短纖維0.05～2%；過硼酸鈉1～20%；聚四氟乙烯乳液0.1～10%；各組分重量百分比總和為100%。該專利技術采用過硼酸鈉增加正極活性物質半導體導電性和活性物質以及與板柵之間結合力；通過添加聚四氟乙烯（PTFE）乳液保證充放電過程中活性物質結構，減少活性物質軟化、脫落，從而提升正極活性物質充電接受能力提高電池循環使用壽命。
技術實現思路
為了解決上述技術問題，本專利技術提供了一種含有鉛酸鈣的鉛酸蓄電池正極鉛膏。本專利技術的鉛酸蓄電池正極鉛膏能夠提高化成效率，減少正極活性物質軟化脫落并提高冷起動性能，提高電池放電容量和循環使用壽命。本專利技術的具體技術方案為：一種含有鉛酸鈣的鉛酸蓄電池正極鉛膏，各組分的質量百分比為：鉛粉71~89%，硫酸4~14%，水5~18%，短纖維0.05~2%，CaPbO30.5~5%。本專利技術的鉛酸蓄電池正極鉛膏配方除含有鉛粉、硫酸、水、短纖維外，還加入CaPbO3混合而成。本專利技術中，加入的CaPbO3為鈣鈦礦型的物質，具有一定的導電性。研究顯示，不含導電添加劑的極板的化成從板柵向板柵格子的中心進行。當CaPbO3導電添加劑分散在極板時就會明顯地建立長距離的導電路徑，這使得化成不僅從板柵周圍開始，而且從極板內部CaPbO3添加劑顆粒的周圍慢慢進行。隨著PbO2導電路徑的生長和相互連接在一起，形成一個進一步促進化成的導電網絡。所以，添加CaPbO3能很明顯地提高極板的導電率，減少化成時間與化成充電電量，從而提高化成效率。同時由于CaPbO3在正極板中的電化學性能是穩定的。但在化學上，它會慢慢被稀硫酸腐蝕。CaPbO3在硫酸中離解的產物包括CaSO4和PbO2。其中硫酸鈣會提高放電過程中硫酸鉛的成核速度，并修飾了β-PbO2和硫酸鉛的結構。正極活性物質不僅含二氧化鉛結晶區域，而且含無定形、水化、氧化鉛區域——稱為“凝膠”。鈣離子可提高正極活性物質中凝膠對晶體的比率，并且作為物質骨架結構的粘合劑。從而提高活性物質的機械結構強度，而增加電池的循環壽命。此外，硫酸鈣還可提高汽車用蓄電池的冷起動能力。而另外的產物PbO2卻是鉛酸蓄電池的活性物質，也增加了電池的容量。也就是說添加了CaPbO3可以提高化成效率，減少化成時間與化成充電量，同時增加活性物質間的結合性，從而提高電池的壽命，而且還提高了蓄電池的冷起動能力。作為優選，鉛酸蓄電池正極鉛膏中各組分的質量百分比為：鉛粉80%，硫酸9%，水7.22%，短纖維1.03%，CaPbO32.75%。作為優選，鉛酸蓄電池正極鉛膏中各組分的質量百分比為：鉛粉80%，硫酸9%，水7.5%，短纖維1%，CaPbO32.5%。作為優選，所述鉛粉為島津式鉛粉或巴頓式鉛粉。作為優選，所述CaPbO3的合成方法如下：將純度為99.99%的CaO與純度為99.99%的PbO2按摩爾比1:1均勻混合，放入六面頂高壓反應釜裝置內，在1000-1200℃，5-6.5Gpa條件下反應1h。作為優選，所述CaPbO3的合成方法如下：將純度為99.99%的CaCO3與純度為99.99%的PbO2按摩爾比2:3均勻混合，在840-870℃溫度的空氣中進行煅燒直至無CO2氣體生成為止，制得Ca2PbO4；將制得的產物與純度為99.99%的PbO一同加入六面頂高壓反應釜裝置中，在900-1200℃，3-6.5Gpa條件下反應1-3h。作為優選，所述硫酸的濃度為43-45wt%。作為優選，所述短纖維為聚丙烯纖維、聚氯乙烯纖維、腈綸纖維、聚丙烯腈纖維、聚吡咯纖維、聚噻吩纖維中的至少一種。作為優選，所述短纖維的長度為2-4mm。短纖維能夠增加鉛酸蓄電池極板強度，抑制極板皸裂和活性物質脫落，從而大幅降低了涂膏的廢品率及負極板生產過程中的浪費，而且添加了短纖維電池的循環壽命比沒有添加的要長得多。與現有技術對比，本專利技術的有益效果是：本專利技術的鉛酸蓄電池正極鉛膏能夠提高化成效率，減少正極活性物質軟化脫落并提高冷起動性能，提高電池放電容量和循環使用壽命。具體實施方式下面結合實施例對本專利技術作進一步的描述。實施例1一種含有鉛酸鈣的鉛酸蓄電池正極鉛膏，各組分的質量百分比為：島津式鉛粉或巴頓式鉛粉71%，硫酸4%，水18%，短纖維2%，CaPbO35%。所述硫酸的濃度為43wt%。所述短纖維為聚丙烯腈纖維、聚吡咯纖維、聚噻吩纖維的混合物，且短纖維的長度為2-4mm。所述CaPbO3的合成方法如下：將純度為99.99%的CaO與純度為99.99%的PbO2按摩爾比1:1均勻混合，放入六面頂高壓反應釜裝置內，在1000℃，6.5Gpa條件下反應1h。實施例2一種含有鉛酸鈣的鉛酸蓄電池正極鉛膏，各組分的質量百分比為：島津式鉛粉或巴頓式鉛粉89%，硫酸4%，水5%，短纖維0.05%，CaPbO31.95%。所述硫酸的濃度為45wt%。所述短纖維為聚氯乙烯纖維、腈綸纖維的混合物，且短纖維的長度為2-4mm。所述CaPbO3的合成方法如下：將純度為99.99%的CaO與純度為99.99%的PbO2按摩爾比1:1均勻混合，放入六面頂高壓反應釜裝置內，在1200℃，5Gpa條件下反應1h。實施例3一種含有鉛酸鈣的鉛酸蓄電池正極鉛膏，各組分的質量百分比為：島津式鉛粉80%，硫酸9%，水7.22%，短纖維1.03%，CaPbO32.75%。所述硫酸的濃度為44wt%。所述短纖維為聚丙烯纖維、聚氯乙烯纖維、腈綸纖維，且短纖維的長度為2-4mm。所述CaPbO3的合成方法如下：將純度為99.本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種含有鉛酸鈣的鉛酸蓄電池正極鉛膏，其特征在于各組分的質量百分比為：鉛粉71?~?89%，硫酸4?~?14%，水5?~?18%，短纖維0.05?~?2%，CaPbO30.5?~?5%。

【技術特征摘要】
1.一種含有鉛酸鈣的鉛酸蓄電池正極鉛膏，其特征在于各組分的質量百分比為：
鉛粉71~89%，
硫酸4~14%，
水5~18%，
短纖維0.05~2%，
CaPbO30.5~5%。
2.如權利要求1所述的一種含有鉛酸鈣的鉛酸蓄電池正極鉛膏，其特征在于各組分的質量百分比為：
鉛粉80%，
硫酸9%，
水7.22%，
短纖維1.03%，
CaPbO32.75%。
3.如權利要求1所述的一種含有鉛酸鈣的鉛酸蓄電池正極鉛膏，其特征在于各組分的質量百分比為：
鉛粉80%，
硫酸9%，
水7.5%，
短纖維1%，
CaPbO32.5%。
4.如權利要求1-3之一所述的一種含有鉛酸鈣的鉛酸蓄電池正極鉛膏，其特征在于，所述鉛粉為島津式鉛粉或巴頓式鉛粉。
5.如權利要求1-3之一所述的一種含有鉛酸鈣的鉛酸蓄電池正極鉛膏，其特征在于，所述CaPbO3的合成方法如下：將純度為99.99%的CaO與純度為99.99%的PbO2按摩爾比1:1...

【專利技術屬性】
技術研發人員：孫建遜，張凱，馬洪濤，
申請(專利權)人：超威電源有限公司，
類型：發明
國別省市：浙江;33