專利名稱：鉛酸蓄電池正極合膏配方的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種涂膏式鉛酸蓄電池的正極合膏配方，特別是陰極吸收式閥控鉛酸蓄電池的正極合膏配方，屬鉛酸蓄電池技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
鉛酸電池充放電的電化學(xué)反應(yīng)從正、負(fù)極的成流反應(yīng)可知，正極反應(yīng)需要?dú)潆x子參加， 正極電極電勢對酸濃度的變化更敏感，同時(shí)PbO2的電阻大于海綿狀鉛，使正極的活性物質(zhì)利用率低于負(fù)極。傳統(tǒng)的鉛酸蓄電池正極合膏配方是鉛粉、硫酸、水以一定的比例混合。一般正極活性物質(zhì)利用率為40％～52％，負(fù)極可達(dá)55％～70％。在鉛酸蓄電池充放電過程中，多孔電極的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，原因在于兩極活性物質(zhì)和放電后的產(chǎn)物硫酸鉛的密度和摩爾體積發(fā)生了變化。鉛酸蓄電池的功率密度和能量密度較低，除由于鉛及其化合物的密度較大之外，還存在活性物質(zhì)利用率低的缺點(diǎn)，后者一般歸結(jié)為下述原因1、反應(yīng)物產(chǎn)物為不良導(dǎo)體PbSO4，它將活性物質(zhì)包住，致使電極內(nèi)部PbO2不能參加反應(yīng)；2、電極反應(yīng)優(yōu)先在電極表面進(jìn)行，摩爾體積大于PbO2的PbSO4堵塞了多孔電極的孔道，電極內(nèi)部殘留較多的未反應(yīng)物質(zhì)；3、放電反應(yīng)產(chǎn)物PbSO4使電池的內(nèi)阻隨放電而增大。
長期以來，使用添加劑提高正極的活性物質(zhì)利用率很少成功。這是因?yàn)檎龢O活性物質(zhì)PbO2的氧化能力強(qiáng)，以及充電時(shí)的陽極過程難于找到耐氧化的穩(wěn)定物質(zhì)作添加劑。其次，鉛蓄電池的壽命經(jīng)常受限于正極，要求加入的添加劑在電池循環(huán)過程中對正極活性物質(zhì)的軟化、松散脫落、板柵的腐蝕不能有促進(jìn)作用，這就限制了正極添加劑的選擇范圍。添加劑還影響O2在PbO2電極上析出的過電勢PbSO4氧化成PbO2的能力，因而也影響電池的自放電和充電接受能力。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種提高電池正極活性物質(zhì)利用率、適用于高倍率放電性能、提高電池初容量、增加極板強(qiáng)度的鉛酸蓄電池正極合膏配方。
本發(fā)明的技術(shù)方案是鉛酸蓄電池正極合膏配方，除含有鉛粉、硫酸、水之外，還加入紅丹、各向異性石墨、短纖維，各成分在合膏配方中的重量百分比為鉛粉65％～80％、紅丹5％～15％、短纖維0.05％～0.15％、各向異性石墨0.1％～0.5％、硫酸3％～10％、水10％～15％。
采用以上技術(shù)方案1、加入鉛粉的類型為巴頓粉。
2、加入紅丹的主要性能指標(biāo)如下

隨著紅丹的百分含量的提高，粒徑降低，吸酸量會(huì)提高，使蓄電池正極板化成速度加快并且使初容量比用氧化鉛制成的電池高，加入10％～20％的紅丹，容量可增加5％～10％。而且紅丹的含量越高，活性物質(zhì)的反應(yīng)活性會(huì)越大。
3、加入石墨的主要性能指標(biāo)如下

這種石墨在陽極氧化中生成石墨間層化合物，并膨脹，對電池起到緊裝配的作用，使正極保持高孔率，從而提高了活性物質(zhì)的利用率，尤其在高溫高倍率下效果十分顯著。
4、加入短纖維的主要性能指標(biāo)如下

短纖維加入后對活性物質(zhì)起到連接作用，使活性物質(zhì)間結(jié)合緊密，增加極板強(qiáng)度，從而提供電池的循環(huán)壽命。
以上技術(shù)方案，由于加入導(dǎo)電性能好的各向異性石墨，可以提高正極活性物質(zhì)利用率，高倍率放電容量；加入紅丹，可以使蓄電池正極板化成速度加快并且使初容量比用氧化鉛制成的電池高；加入短纖維可以增加極板的強(qiáng)度。這種配方有助于提高電池的化成效率，正極活性物質(zhì)利用率，提高正極板活性物質(zhì)的導(dǎo)電性能，從而延長電池的使用壽命。


附圖為配方中加入10％的紅丹前后電池充放電曲線示意圖。
具體實(shí)施例方式
采用以上方案的其中一種配方選取各成分按如下重量百分比為鉛粉74.52％、紅丹7％、短纖維0.08％、各向異性石墨0.4％、硫酸5％、水13％，制作電極組裝電池后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，可以看出，電池的充電接受能力、五次容量循環(huán)實(shí)驗(yàn)和五次短接實(shí)驗(yàn)等都有一定程度的提高；而且電池的化成效率明顯提高，化成電壓下降100～200mV；容量提高10％左右；活性物質(zhì)利用率提高15％左右。
權(quán)利要求
1.一種鉛酸蓄電池正極合膏配方，含有鉛粉、硫酸、水，其特征在于還含有紅丹、各向異性石墨、短纖維，各配方成分在合膏配方中的重量百分比為鉛粉為65％～80％、紅丹為5％～15％、短纖維為0.05％～0.15％、各向異性石墨為0.1％～0.5％、硫酸為3％～10％、水為10％～15％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉛酸蓄電池正極合膏配方，其特征在于配方中所用的鉛粉為巴頓粉。
3.據(jù)權(quán)利要求1所述的鉛酸蓄電池正極合膏配方，其特征在于配方中所用的短纖維材料為腈綸，長度≤3mm。
4.據(jù)權(quán)利要求1所述的鉛酸蓄電池正極合膏配方，其特征在于配方中所用的紅丹粒徑≤63μm，純度≥99％。
全文摘要
一種鉛酸蓄電池正極合膏配方,用于涂膏式鉛酸蓄電池的制作。其特征在于配方中除含有鉛粉、硫酸、水外,還加入紅丹、各向異性石墨、短纖維,并且是混合而成。配方中各成分的重量百分比為:鉛粉65%～80%、紅丹5%～15%、短纖維0.05%～0.15%、各向異性石墨為0.1%～0.5%、硫酸3%～10%、水10%～15%。本發(fā)明由于加入導(dǎo)電性能好的各向異性石墨有助于提高正極活性物質(zhì)利用率,高倍率放電容量;加入紅丹使蓄電池正極板化成速度加快并且使初容量比用氧化鉛制成的電池高;加入短纖維可以增加極板的強(qiáng)度。并通過調(diào)節(jié)水和酸的加入量使電極的性能得到提高和改善。
文檔編號H01M4/14GK1378297SQ01127019
公開日2002年11月6日 申請日期2001年7月24日 優(yōu)先權(quán)日2001年7月24日
發(fā)明者邵雙喜, 趙景輝, 李丹, 錢善高 申請人:江蘇隆源雙登電源有限公司