專利名稱：閥控式密封鉛酸蓄電池用正極和負(fù)極活性物質(zhì)配方的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種作為密封鉛酸蓄電池正極和負(fù)極活性物質(zhì)的鉛膏的配方，屬于密封鉛酸蓄電池技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在傳統(tǒng)的鉛酸電池生產(chǎn)過程中，所用的鉛粉為巴頓粉或球磨粉，鉛粉并非粉末狀的純鉛顆粒，而是表面覆蓋著一層氧化鉛的金屬鉛的雙相體顆粒狀粉末物，氧化度一般在70～85％之間，鉛粉中剩余的15～30％左右的游離鉛將在后續(xù)的和膏和固化過程中進(jìn)一步氧化，直至游離鉛含量降到5％以下，最好是不超過1％。如果固化后極板中的游離鉛含量大于5％，將造成化成困難，影響極板的容量。固化過程一般需要48～72小時(shí)左右的時(shí)間，而且需要在嚴(yán)格控制的溫度和濕度條件下進(jìn)行。傳統(tǒng)的鉛膏配方是鉛粉、硫酸、去離子水和添加劑的混合物，和膏過程要嚴(yán)格控制溫度(不能高于70℃)，和膏所用的硫酸密度較高，加速了對(duì)涂板設(shè)備的腐蝕，酸霧造成了環(huán)境的污染和操作者身體健康狀況的危害。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種縮短生產(chǎn)周期、降低生產(chǎn)成本、減少環(huán)境污染，提高電池初容量和循環(huán)壽命的閥控式密封鉛酸蓄電池用正、負(fù)極活性物質(zhì)配方。
本發(fā)明的技術(shù)方案是正極活性物質(zhì)的配方為(重量百分比)鉛粉70～80％過氧化鈉5～10％PTFE乳液5～8％ 去離子水8～12％其中PTFE乳液的濃度為6％，其作用在于增加活性物質(zhì)顆粒之間的結(jié)合力。
負(fù)極活性物質(zhì)的配方為(重量百分比)鉛粉70～80％過氧化鈉5～12％膨脹劑3～8％去離子水8～10％其中膨脹劑為硫酸鋇、木素磺酸鈉、腐殖酸和碳黑的混合物，目的在于防止負(fù)極活性物質(zhì)在充放電過程中的收縮。
上述正負(fù)極活性物質(zhì)配方中過氧化鈉粉末起著至關(guān)重要的作用，它的作用主要包括1、在和膏過程中將鉛粉中的游離鉛完全氧化成氧化鉛。和膏時(shí)發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)
2、上式中的氫氧化鈉在隨后的灌酸和化成工序中與硫酸反應(yīng)生成硫酸鈉，硫酸鈉的存在可以細(xì)化灌酸過程中形成的4PbO·PbSO4的晶粒，有利于化成反應(yīng)的進(jìn)行，從而既提高了電池的初期容量(化成后初次放電即大于百分之百的額定容量)，又保證了較長的循環(huán)壽命。
3、反應(yīng)中生成的硫酸鈉增加了離子的活度，降低了充電的電阻。
4、反應(yīng)中生成的硫酸鈉可以阻止放電時(shí)形成的硫酸鉛沉積在隔板中，從而避免了鉛枝晶短路的發(fā)生。
采用本發(fā)明的新型鉛膏配方作為正負(fù)極活性物質(zhì)材料具有如下的特點(diǎn)與優(yōu)點(diǎn)(1)可以獲得較低視比重的鉛膏，普通鉛膏的視比重一般在3.8g/cm3～4.2g/cm3，而新型鉛膏的視比重可以低至3.0g/cm3～3.2g/cm3，較低的鉛膏視比重可以提高極板的孔隙率，因此可以有更多的硫酸擴(kuò)散到極板的深處，這大大提高了反應(yīng)的深度和活性物質(zhì)的利用率。
(2)在傳統(tǒng)的鉛酸電池生產(chǎn)過程中，由于鉛粉氧化度的差異會(huì)造成極板質(zhì)量的不均勻，從而影響成組電池電壓的一致性；而采用新型鉛膏配方做電極活性物質(zhì)時(shí)基本上不存在游離鉛，從而保證了極板的均一性。
(3)可以簡化生產(chǎn)過程，縮減生產(chǎn)時(shí)間。在傳統(tǒng)的鉛酸電池生產(chǎn)過程中固化是一道非常重要和必需的步驟，如果采用新型鉛膏配方作電極活性物質(zhì)制備鉛膏，則可以省略固化過程中鉛膏中游離鉛的氧化與堿式硫酸鉛的再結(jié)晶等步驟，大大縮短了固化過程的時(shí)間，使生產(chǎn)電池的周期縮短，從而節(jié)約了傳統(tǒng)的漫長固化過程所消耗的電能、人力和設(shè)備折舊等，降低了生產(chǎn)成本。
(4)采用新型鉛膏配方作為活性物質(zhì)涂膏時(shí)可以不用硫酸，從而避免產(chǎn)生大量的熱量，減輕了硫酸對(duì)設(shè)備的腐蝕，節(jié)省了和膏時(shí)間。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1按如下配方(重量百分比，下同)鉛粉80％、Na2O25％、PTFE5％、去離子水10％，進(jìn)行正極和膏，先將鉛粉和過氧化鈉粉末混合攪拌3分鐘，接著加入PTFE乳液攪拌5分鐘，然后加入去離子水，充分?jǐn)嚢?0分鐘，即可涂制正極板；按如下配方鉛粉77％、Na2O28％、膨脹劑5％、去離子水10％，進(jìn)行負(fù)極和膏，先將鉛粉和過氧化鈉粉末混合攪拌3分鐘，接著加入膨脹劑攪拌5分鐘，然后加入去離子水，充分?jǐn)嚢?0分鐘，即可涂制負(fù)極板。涂好的極板可以不經(jīng)過固化，在室溫下干燥10～12h或在60℃的烘房中干燥4～6h即可進(jìn)入裝配和內(nèi)化成工序，其余的工藝可以完全采用現(xiàn)在的閥控式密封鉛酸蓄電池的生產(chǎn)工藝。組裝成2V200Ah的閥控式密封鉛酸蓄電池進(jìn)行性能測(cè)試，10h率重量比能量達(dá)到了33.9Wh/kg，1h率重量比能量達(dá)到了24.5Wh/kg，100％DOD循環(huán)壽命達(dá)到了300次，其余各項(xiàng)性能指標(biāo)均滿足YD/T799-1996《通信用閥控密封鉛酸蓄電池技術(shù)要求與試驗(yàn)方法》中的規(guī)定。結(jié)果證明，采用本發(fā)明的正負(fù)極活性物質(zhì)配方制備的閥控式密封鉛酸蓄電池完全可以應(yīng)用在浮充使用和循環(huán)使用等領(lǐng)域，同時(shí)降低了生產(chǎn)成本，縮短了生產(chǎn)時(shí)間，與采用普通配方的相比，可節(jié)省40h～50h的時(shí)間。
實(shí)施例2、3僅改變正、負(fù)極配方，如下表

權(quán)利要求
1.一種閥控式密封鉛酸蓄電池用正極活性物質(zhì)配方，包括鉛粉、去離子水，其特征是配方中含有過氧化鈉、PTFE乳液，各成分在活性物質(zhì)總量中的重量百分比為鉛粉70～80％，過氧化鈉5～10％，PTFE乳液5～8％，去離子水8～12％。
2.按權(quán)利要求1所述的閥控式密封鉛酸蓄電池用正極活性物質(zhì)配方，其特征是PTFE乳液的濃度為6％。
3.一種閥控密封鉛酸蓄電池用負(fù)極活性物質(zhì)配方，包括鉛粉、去離子水，其特征是配方中含有過氧化鈉、膨脹劑，各成分在活性物質(zhì)總量中的重量百分比為鉛粉70～80％，過氧化鈉5～12％，膨脹劑3～8％，去離子水8～10％。
4.按權(quán)利要求3所述的閥控式密封鉛酸蓄電池用負(fù)極活性物質(zhì)配方，其特征是所述膨脹劑為硫酸鋇、木素磺酸鈉，腐植酸和碳黑的混合物。
全文摘要
一種閥控式密封鉛酸蓄電池用正負(fù)極活性物質(zhì)配方，其特征在于正負(fù)極鉛膏配方中用過氧化鈉代替硫酸，并在正極配方中添加適量的PTFE，在負(fù)極配方中添加膨脹劑。由于和膏時(shí)不添加硫酸，鉛膏的視比重較低，可以高溫和膏，極板的孔隙率較高，不需要固化，所以生產(chǎn)成本低，生產(chǎn)效率高，提高活性物質(zhì)利用率，同時(shí)減輕設(shè)備腐蝕和環(huán)境污染。制成的電池可以應(yīng)用在浮充使用和循環(huán)使用等領(lǐng)域。
文檔編號(hào)H01M4/14GK1482695SQ02138250
公開日2004年3月17日 申請(qǐng)日期2002年9月11日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月11日
發(fā)明者閻智剛, 唐民洪, 祝士平, 管雄俊, 陳懷林 申請(qǐng)人:江蘇隆源雙登電源有限公司