一種二氧化硅膠體極板、制備方法及其應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電池生產(chǎn)領(lǐng)域，具體涉及一種二氧化硅膠體極板、制備方法及其應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 電動汽車電池生產(chǎn)工藝比較復(fù)雜，并且每道生產(chǎn)工藝控制要求都比較嚴(yán)格，因?yàn)?電動汽車電池使用模式是運(yùn)行大電流深度放電，大電流深度放電后容易出現(xiàn)電池的一致性 差的問題，長時(shí)間使用后就出現(xiàn)單只落后。為了解決單只落后一致性差的問題，部分生產(chǎn)企 業(yè)為了解決這個(gè)問題通常在電解液內(nèi)加入少量的二氧化硅膠體母液，有利于提高充電接受 能力，有利于提高電池低溫放電性能。
[0003] 如公開號為CN1758464A的中國專利文獻(xiàn)公開了一種鉛酸蓄電池膠體極板及 其制造工藝，特征是極板鉛膏組分配比如下：正極：氧化鉛粉l〇〇kg、硫酸7-10kg、纖維 0. 08-0. 2kg、石墨0. 2-0. 5g、二氧化硅0. 1-0. 5kg、CMC水溶液0. 14-lkg、水7-10kg ;負(fù)極： 氧化鉛粉l〇〇kg、硫酸5-9kg、纖維0. 05-0. 15kg、石墨0. 2-0. 5kg、腐殖酸0. 2-0. 8kg、硫酸鋇 0. 4_2kg、木素磺酸鈉0. 1-0. 4kg、二氧化娃0. 1-0. 5kg、CMC水溶液0. 14-lkg、水7_9kg。工 藝流程為板柵鑄造、鉛膏制造、涂片、淋酸、固化、化成、水洗、干燥、分板、包裝。該發(fā)明方法 的膠體極板的成分復(fù)雜，極板加工工藝難度大。
[0004][0005] 膠體電池的生產(chǎn)工藝存在諸多不足之處：一、電池化成結(jié)束后抽出的部分電解液 里面含有部分膠體溶液，浪費(fèi)較多；二、加酸操作工下班前還需要將加酸機(jī)后面的膠體電解 液抽到冷酸機(jī)里面，浪費(fèi)電量成本；三、二氧化硅膠體母液加入電解液中導(dǎo)致充電電阻增 加，然后，充電過程中電池溫度超過60°C，充電過程中經(jīng)常暫停降溫，最終導(dǎo)致充電周期延 長。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 為了解決現(xiàn)有的硅膠電解液類電池的諸多問題，本發(fā)明提供了一種生產(chǎn)成本低， 極板表面二氧化硅一致性好的二氧化硅膠體極板及其制備方法。
[0007] -種二氧化硅膠體極板的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
[0008] (1)涂布：將生極板的正反兩面噴淋、涂布二氧化硅膠體水溶液，靜置，得到濕極 板；所述的二氧化硅膠體水溶液的二氧化硅膠體濃度為〇.2-0. 5wt % ;
[0009] (2)干燥：所述濕極板經(jīng)過控溫干燥后，得到二氧化硅膠體極板。
[0010] 在生極板的表面涂布二氧化硅膠體水溶液，再經(jīng)過固化干燥后得到二氧化硅膠體 極板，所制備的二氧化硅膠體極板能有效解決蓄電池在長期使用過程中可能產(chǎn)生的單只落 后的問題，同時(shí)也可避免向蓄電池中添加二氧化硅膠體電解液所帶來的充電溫度過高，生 產(chǎn)成本高等問題。
[0011] 通過本發(fā)明方法將二氧化硅膠體涂布并固化在極板表面，提高了極板表面二氧化 硅膠體一致性，降低了酸液分層的現(xiàn)象，極板氧復(fù)合的效率，電池失水量減少，提高了電池 使用壽命。與現(xiàn)有的向電解液中添加二氧化硅溶液的方法相比，本發(fā)明方法的二氧化硅膠 體溶液使用量少，生產(chǎn)成本低；電解液的電阻比較低，充電時(shí)電池內(nèi)部溫度不會太高，減少 了為了降溫而造成的生產(chǎn)間斷，提高了生產(chǎn)效率。
[0012] 作為優(yōu)選，所述二氧化硅膠體水溶液的二氧化硅膠體濃度為0. 3-0. 4wt%。
[0013] 為了提高二氧化硅膠體在生極板上的附著力，作為優(yōu)選，生極板在涂布前先經(jīng)過 預(yù)處理，所述的預(yù)處理步驟為：先將生極板完全浸入密度為1. 06-1. 09g/mL的稀硫酸水溶 液中，正極板浸泡時(shí)間為40-60min，負(fù)極板浸泡時(shí)間為20-30min，浸泡后再在30-60°C下干 燥l-2h，得酸浸極板，酸浸極板再進(jìn)行步驟（1)的涂布過程。
[0014] 生極板分為正極板和負(fù)極板，預(yù)處理過程中酸浸泡時(shí)間不同。生極板經(jīng)過酸處理 后，不僅有限防止極板表面裂紋的產(chǎn)生，還能促進(jìn)膠體涂布液均與分布，提高二氧化硅膠體 極板表面的一致性。
[0015] 在生極板或酸浸極板噴淋涂布完成后，不直徑進(jìn)行干燥，作為優(yōu)選，步驟（1)中， 涂布完成后，再靜置〇. 5-lh，得到濕極板。
[0016] 靜置的過程能促進(jìn)二氧化硅膠體水溶液在極板的表面充分?jǐn)U散、吸收，有利于提 高極板表面二氧化硅膠體的一致性，減少裂痕、極板間粘結(jié)等情況。
[0017] 在工業(yè)生產(chǎn)上，涂布過程在涂膠機(jī)上連續(xù)化進(jìn)行，將極板放置在涂膠機(jī)上，極板依 靠真空吸盤吸取極板掛耳、關(guān)閉真空吸盤、極板跌落在鏈條上，鏈條掛鉤帶動極板，二氧化 硅膠體水溶液噴淋極板上下兩面，再靜置〇. 5-lh，得到濕極板。
[0018] 步驟（2)中，濕極板經(jīng)過三段控溫干燥，三段控溫干燥的溫度設(shè)置為：第一段 150°C_170°C;第二段 190-2KTC;第三段 160°C_180°C。
[0019] 作為優(yōu)選，第一段的干燥時(shí)間為0. 1-0. 15h;第二段的干燥時(shí)間為0. 5-0. 7h;第三 段的干燥時(shí)間為1_1. 5h。
[0020] 本發(fā)明方法還提供了 一種采用上述方法所制備的二氧化硅膠體極板。
[0021] 極板上的水分應(yīng)盡量少，作為優(yōu)選，所制得的二氧化硅膠體極板的水分含量小于 0· 4%〇
[0022] 二氧化硅膠體極板的水分對極板的儲存及使用都具有很大的影響，水分高于 〇. 4%，干燥后的二氧化硅極板在儲存的時(shí)候容易開裂，從而影響所制備的電池的壽命。
[0023] 本發(fā)明還包括上述二氧化硅膠體極板在鉛酸蓄電池生產(chǎn)中的應(yīng)用。
[0024] 和現(xiàn)有方法相比，本發(fā)明方法具有以下優(yōu)點(diǎn)：
[0025] ⑴減少了膠體母液的使用量，降低了產(chǎn)品成本。
[0026] ⑵隔板上二氧化硅量的減少，提高了正極析出的氧氣穿透AGM隔板至負(fù)極板形成 氧復(fù)合的效率，電池失水減少，提高了電池使用壽命。
[0027] (3)極板表面涂膠體提高了極板表面二氧化硅膠體一致性，降低了酸液分層的現(xiàn) 象。
[0028] (4)降低了電解液的電阻，充電時(shí)電池內(nèi)部溫度較低，縮短了生產(chǎn)周期，提高了生 產(chǎn)效率。
【具體實(shí)施方式】[0029] 實(shí)施例1
[0030] (1)涂布：將生極板放置在涂膠機(jī)上，極板依靠真空吸盤吸取極板掛耳、關(guān)閉真空 吸盤、極板跌落在鏈條上，鏈條掛鉤帶動極板，將質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0. 2wt%的二氧化硅膠體水溶 液噴淋涂布在生極板上下兩面，再靜置〇. 5h，得到濕極板。
[0031] (3)烘干：濕極板由鏈條掛鉤輸送到表面干燥窯內(nèi)，經(jīng)過三段溫控干燥，三段控溫 干燥的溫度設(shè)置為：第一段150°C，第一段干燥的時(shí)間為0.lh;第二段200°C，第二段干燥的 時(shí)間為0. 5h;第三段160°C，第三段干燥的時(shí)間為lh;得到二氧化硅膠體極板。經(jīng)過測定， 制備的二氧化硅膠體極板的水分含量為〇. 3%。
[0032] 實(shí)施例2
[0033] (1)預(yù)處理：將生極板完全浸入密度為1. 06g/mL的稀硫酸水溶液中，正極板浸泡 時(shí)間為40min，負(fù)極板浸泡時(shí)間為20min，浸泡后再在30-60°C下干燥l_2h，得酸浸極板；