專利名稱：電動(dòng)助力車用鉛蓄電池的極板和電解液的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鉛蓄電池的極板和電解液，尤其涉及電動(dòng)助力車用鉛蓄電池的極板和電解液，屬于工業(yè)用蓄電池技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
極板是鉛蓄電池的心臟，它關(guān)系到電池性能和使用壽命，而極板又是由板柵和鉛膏(生極板)組成的。
傳統(tǒng)的鉛膏主要為硫酸鉛(PbSO4)、氧化鉛(PbO)和游離鉛。經(jīng)過化成后轉(zhuǎn)化為活性物質(zhì)，即正極鉛膏氧化生成二氧化鉛(PbO2)，負(fù)極鉛膏還原生成鉛(Pb)。由于二氧化鉛(PbO2)電阻大，電荷接受能力差，放電時(shí)由于濃差極化等因素的影響，活性物質(zhì)利用率低。而負(fù)極鉛膏充電時(shí)硫酸鉛(PbSO4)發(fā)生還原反應(yīng)生成海綿狀純鉛(Pb)時(shí)，負(fù)極板的體積收縮近一倍，收縮越大，孔率越小，活性物質(zhì)的利用率越低，因此減少負(fù)極板的收縮也是當(dāng)前迫切需要解決的問題。
板柵的作用是支撐、導(dǎo)電、分布電流，它也是影響電池壽命的關(guān)鍵因素，傳統(tǒng)鉛蓄電池多采用鉛銻合金，該合金能增加板柵強(qiáng)度，而且在板柵鑄造時(shí)易成型，但也存在如下缺點(diǎn)(1)鉛銻合金不耐腐蝕，當(dāng)被腐蝕后板柵起不到支撐作用，使活性物質(zhì)脫離，造成短路，壽命早期終止；(2)析氫過電位低，充電時(shí)電壓升到大于13.2V/單只，即開始大量分解水而造成電液干涸，因此用含銻合金做板柵且銻含量比較高時(shí)，電池使用中要經(jīng)常加水維護(hù)，所以不能做成免維護(hù)電池；(3)水的分解造成大量酸霧污染環(huán)境；(4)含銻板柵在使用中由于銻的遷移又造成自放電，影響使用。
鉛蓄電池的電解液一般為硫酸溶液，電解液是電池的重要組成部分，其不僅起到導(dǎo)電作用，而且還參與成流反應(yīng)。傳統(tǒng)的鉛蓄電池只是根據(jù)其不同的用途而采用不同密度的電解液，不加任何元素。而極板在電池充放電過程中，由于體積的收縮和膨脹，會(huì)使得極板活性物質(zhì)產(chǎn)生晶枝而短路。因此需要改善電解液的配方，防止活性物質(zhì)產(chǎn)生晶枝。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種電動(dòng)助力車用鉛蓄電池的極板，克服傳統(tǒng)鉛蓄電池極板中存在的問題。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種電動(dòng)助力車用鉛蓄電池的電解液配方，防止極板活性物質(zhì)產(chǎn)生晶枝。
為了解決活性物質(zhì)利用率低的問題，本發(fā)明提供了一種優(yōu)選的鉛膏配方，該種鉛膏經(jīng)化成轉(zhuǎn)化為活性物質(zhì)后，可以大幅提高電池容量和壽命，鉛膏的組成如下正極鉛膏 單位kg鉛粉100硫酸(d1.4g/cm3，25℃)4.5凈化水(＞1兆歐) 12石墨粉(高純)0.15聚四氟乙烯 0.08短纖維 0.12硫酸亞錫(分析純)0.12負(fù)極鉛膏 單位kg鉛粉100硫酸(d1.4g/cm3，25℃)4凈化水(＞1兆歐) 11腐植酸(高純)0.14木素 0.14硫酸鋇 0.60乙炔黑 0.18短纖維 0.12
在上述正極鉛膏中加入了和二氧化鉛(PbO2)晶核相近的硫酸亞錫及其它元素，形成結(jié)晶核心，提高了電極孔率和利用率；同時(shí)由于二氧化鉛(PbO2)電阻大，又加入了導(dǎo)電劑高純石墨粉，增加了導(dǎo)電性，提高了電荷接受能力。而為了防止負(fù)極板的收縮，本發(fā)明采用了加入腐植酸、木素、硫酸鋇和乙炔黑等膨脹劑的方法，具有該組成的負(fù)極鉛膏可以有效的改善收縮，增大孔率，同時(shí)不會(huì)使膨脹加劇，造成負(fù)極脫落。
在本發(fā)明中，同時(shí)還提供了一種板柵的最佳合金配方，該板柵不但耐腐，同時(shí)還提高了電池氫析過電位，防止由于水的分解使電液干涸，正板柵和負(fù)板柵的組成如下正板柵百分含量(％)電解鉛(99.994％)余量鈣 0.08～0.10鋁 0.015～0.02錫 0.8～1.0負(fù)極柵百分含量(％)電解鉛(99.994％) 余量鈣 0.10～0.12鋁0.015～0.02錫 0.15～0.2板柵采用鉛鈣鋁錫合金，鉛仍然是基礎(chǔ)材料，用鈣取代銻，既保證了板柵的強(qiáng)度，并克服了銻的缺點(diǎn)；由于板柵鑄造需高溫，鈣是活潑金屬易氧化燒損，因此在材料中加入鋁，防止鈣的氧化和燒損；錫能提高板柵的延展性，并且適量的錫能夠增加板柵的耐腐蝕能力。
本發(fā)明中，在電解液硫酸中加入0.8％(wt)的無水硫酸鈉，鈉鹽的加入不但防止活性物質(zhì)產(chǎn)生晶枝，而且還提高了端電壓，提高了電池容量。其具體組成如下電解液 單位kg硫酸(d1.4g/cm3，25℃) 100無水硫酸鈉 0.8
具體實(shí)施例方式
下面通過具體實(shí)施例的方式進(jìn)一步說明本發(fā)明，并不因此將本發(fā)明局限在所述的實(shí)施例范圍之內(nèi)。
實(shí)施例1鉛蓄電池的極板，包括正負(fù)極鉛膏和正負(fù)板柵，以及電解液的組成為正極鉛膏 單位kg鉛粉 100硫酸(d1.4g/cm3，25℃) 4.5凈化水(＞1兆歐) 12石墨粉(高純) 0.15聚四氟乙烯 0.08短纖維 0.12硫酸亞錫(分析純) 0.12負(fù)極鉛膏 單位kg鉛粉 100硫酸(d1.4g/cm3，25℃) 4凈化水(＞1兆歐) 11腐植酸(高純) 0.14木素 0.14硫酸鋇 0.60乙炔黑 0.18短纖維 0.12正板柵 百分含量(％)電解鉛(99.994％) 余量鈣 0.08～0.10鋁 0.015～0.02錫 0.8～1.0負(fù)極柵 百分含量(％)電解鉛(99.994％) 余量鈣 0.10～0.12鋁 0.015～0.02錫 0.15～0.2電解液?jiǎn)挝籯g硫酸(d1.4g/cm3，25℃)100無水硫酸鈉0.8該鉛膏配方使電池容量和壽命大幅提高，而板柵的合金配方不但耐腐，同時(shí)還提高了析氫過電位，有效地防止由于水的分解而使電解液干涸，在電解液硫酸中加入無水硫酸鈉，減少了由于活性物質(zhì)的膨脹和收縮而在極板表面或四周產(chǎn)生晶枝導(dǎo)致短路，同時(shí)還提高了電池的開路電壓。上述優(yōu)化的鉛膏配方、板柵配方和電解液配方以及獨(dú)特的加工工藝(已另行申請(qǐng)專利)造就了高品質(zhì)電池，其-10℃容量、過放電、電池壽命均超過國家標(biāo)準(zhǔn)，其檢測(cè)數(shù)據(jù)分別為

權(quán)利要求
1.一種電動(dòng)助力車用鉛蓄電池的極板，由鉛膏(生極板)和板柵組成，其特征在于，正極鉛膏由鉛粉、硫酸、凈化水、高純石墨粉、聚四氟乙烯、短纖維和硫酸亞錫組成；負(fù)極鉛膏由鉛粉、硫酸、凈化水、高純腐植酸、木素、硫酸鋇、乙炔黑以及短纖維組成；正、負(fù)板柵由鉛鈣鋁錫合金組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)助力車用鉛蓄電池的極板，其特征在于，正極鉛膏各組成部分的含量為正極鉛膏 單位kg鉛粉100硫酸(d1.4g/cm3，25℃)4.5凈化水(＞1兆歐) 12石墨粉(高純)0.15聚四氟乙烯 0.08短纖維 0.12硫酸亞錫(分析純)0.12
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)助力車用鉛蓄電池的極板，其特征在于，負(fù)極鉛膏各組成部分的含量為負(fù)極鉛膏 單位kg鉛粉100硫酸(d1.4g/cm3，25℃)4凈化水(＞1兆歐) 11腐植酸(高純)0.14木素0.14硫酸鋇 0.60乙炔黑 0.18短纖維 0.12
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)助力車用鉛蓄電池的極板，其特征在于，正板柵的鉛鈣鋁錫合金各組成部分的含量為正板柵 百分含量(％)電解鉛(99.994％) 余量鈣 0.08～0.10鋁 0.015～0.02錫 0.8～1.0
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)助力車用鉛蓄電池的極板，其特征在于，負(fù)板柵的鉛鈣鋁錫合金各組成部分的含量為負(fù)極柵百分含量(％)電解鉛(99.994％) 余量鈣 0.10～0.12鋁 0.015～0.02錫 0.15～0.2
6.一種電動(dòng)助力車用鉛蓄電池的電解液，其特征在于，在電解液硫酸中加入鈉鹽。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電動(dòng)助力車用鉛蓄電池的電解液，其特征在于，所述的鈉鹽為無水硫酸鈉，其所加入量為0.8％(wt)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種電動(dòng)助力車用鉛蓄電池的極板。其中正極鉛膏由鉛粉、硫酸、凈化水、高純石墨粉、聚四氟乙烯、短纖維和硫酸亞錫組成；負(fù)極鉛膏由鉛粉、硫酸、凈化水、高純腐植酸、木素、硫酸鋇、乙炔黑以及短纖維組成；正、負(fù)板柵由鉛鈣鋁錫合金組成。該鉛膏配方使電池容量和壽命大幅提高，而板柵的合金配方不但耐腐，同時(shí)還提高了析氫過電位，有效地防止由于水的分解而使電解液干涸。本發(fā)明同時(shí)還提供了一種電動(dòng)助力車用鉛蓄電池的電解液，即在電解液硫酸中加入0.8％(wt)的無水硫酸鈉，減少了由于活性物質(zhì)的膨脹和收縮而在極板表面或四周產(chǎn)生晶枝導(dǎo)致短路，同時(shí)還提高了電池的開路電壓。
文檔編號(hào)H01M4/36GK1967912SQ20051011053
公開日2007年5月23日 申請(qǐng)日期2005年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月18日
發(fā)明者封國勝 申請(qǐng)人:上海耀國能源科技有限公司