一種含有鉛酸鈣的鉛酸蓄電池正極鉛膏的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鉛酸蓄電池領(lǐng)域，尤其涉及一種含有鉛酸鈣的鉛酸蓄電池正極鉛膏。
【背景技術(shù)】
[0002]由于《鉛蓄電池行業(yè)準(zhǔn)入條件》的要求，各鉛酸蓄電池公司都在實施內(nèi)化成環(huán)保工藝。但內(nèi)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(dǎo)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(dǎo)體。它們在化成以前，蓄電池極板由這些物質(zhì)的混合物組成。極板的化成只能在形成了一條導(dǎo)電路徑后才能開始進行。Pavlov及其合作者已經(jīng)研究表明在硫酸溶液中，電流集流體附近的物質(zhì)首先被轉(zhuǎn)化成導(dǎo)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(zhuǎn)化的物質(zhì)。因此化成的速率是受非導(dǎo)電性性質(zhì)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(dǎo)電添加劑。而現(xiàn)在最常見的是添加炭材料添加劑，但是炭材料在化成結(jié)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(gòu)性能，從而使電池的循環(huán)壽命受到一定的影響。
[0003]申請?zhí)枮镃N201310296767.9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I?20%;聚四氟乙烯乳液0.1?10%;各組分重量百分比總和為100%。該發(fā)明采用過硼酸鈉增加正極活性物質(zhì)半導(dǎo)體導(dǎo)電性和活性物質(zhì)以及與板柵之間結(jié)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(zhì)結(jié)構(gòu)，減少活性物質(zhì)軟化、脫落，從而提升正極活性物質(zhì)充電接受能力提高電池循環(huán)使用壽命。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種含有鉛酸鈣的鉛酸蓄電池正極鉛膏。本發(fā)明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(zhì)軟化脫落并提高冷起動性能，提高電池放電容量和循環(huán)使用壽命。
[0005]本發(fā)明的具體技術(shù)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(zhì)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%。
[0006]本發(fā)明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CaPb03混合而成。本發(fā)明中，加入的CaPb03為I丐鈦礦型的物質(zhì)，具有一定的導(dǎo)電性。研究顯示，不含導(dǎo)電添加劑的極板的化成從板柵向板柵格子的中心進行。當(dāng)CaPbO3導(dǎo)電添加劑分散在極板時就會明顯地建立長距離的導(dǎo)電路徑，這使得化成不僅從板柵周圍開始，而且從極板內(nèi)部CaPb03添加劑顆粒的周圍慢慢進行。隨著Pb02導(dǎo)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(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)。所以，添加CaPbO3能很明顯地提高極板的導(dǎo)電率，減少化成時間與化成充電電量，從而提高化成效率。
[0007]同時由于CaPbO3在正極板中的電化學(xué)性能是穩(wěn)定的。但在化學(xué)上，它會慢慢被稀硫酸腐蝕。CaPbO3在硫酸中離解的產(chǎn)物包括CaSOdPPbO2。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 FPbO2和硫酸鉛的結(jié)構(gòu)。正極活性物質(zhì)不僅含二氧化鉛結(jié)晶區(qū)域，而且含無定形、水化、氧化鉛區(qū)域一一稱為“凝膠”。鈣離子可提高正極活性物質(zhì)中凝膠對晶體的比率，并且作為物質(zhì)骨架結(jié)構(gòu)的粘合劑。從而提高活性物質(zhì)的機械結(jié)構(gòu)強度，而增加電池的循環(huán)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(chǎn)物PbO2卻是鉛酸蓄電池的活性物質(zhì)，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(zhì)間的結(jié)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。
[0008]作為優(yōu)選，鉛酸蓄電池正極鉛膏中各組分的質(zhì)量百分比為:鉛粉80%，硫酸9%，水7.22%，短纖維 I.03%，CaPb032.75%。
[0009]作為優(yōu)選，鉛酸蓄電池正極鉛膏中各組分的質(zhì)量百分比為:鉛粉80%，硫酸9%，水7.5%，短纖維 1%，CaPb032.5%。
[0010]作為優(yōu)選，所述鉛粉為島津式鉛粉或巴頓式鉛粉。
[0011 ] 作為優(yōu)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(yīng)釜裝置內(nèi)，在1000-1200 V，5-6.5Gpa條件下反應(yīng)lh。
[0012]作為優(yōu)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°C溫度的空氣中進行煅燒直至無⑶2氣體生成為止，制得Ca2PbO4;將制得的產(chǎn)物與純度為99.99%的PbO —同加入六面頂高壓反應(yīng)釜裝置中，在900-1200°C，3-6.5Gpa條件下反應(yīng)l_3h。
[0013]作為優(yōu)選，所述硫酸的濃度為43_45wt%。
[0014]作為優(yōu)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。
[0015]作為優(yōu)選，所述短纖維的長度為2-4mm。
[0016]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(zhì)脫落，從而大幅降低了涂膏的廢品率及負極板生產(chǎn)過程中的浪費，而且添加了短纖維電池的循環(huán)壽命比沒有添加的要長得多。
[0017]與現(xiàn)有技術(shù)對比，本發(fā)明的有益效果是:
本發(fā)明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(zhì)軟化脫落并提高冷起動性能，提高電池放電容量和循環(huán)使用壽命。
【具體實施方式】
[0018]下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步的描述。
[0019]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(zhì)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%，CaPbO3 5%ο
[0020]所述硫酸的濃度為43wt%。
[0021]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_4mm0
[0022]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(yīng)釜裝置內(nèi)，在1000°C，6.5Gpa條件下反應(yīng)Ih。
[0023]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(zhì)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%。
[0024]所述硫酸的濃度為45wt%。
[0025]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。
[0026]所述CaPbO3的合成方法如下:將純度為99.99%