耐高溫鉛酸蓄電池負極活性物質及製備方法
2023-05-29 20:49:36
專利名稱：耐高溫鉛酸蓄電池負極活性物質及製備方法
技術領域：
本發明涉及一種耐高溫鉛酸蓄電池負極活性物質及製備方法，屬於鉛酸蓄電池製作領域。
背景技術：
隨著通信、儲能領域不斷發展，閥控密封鉛酸蓄電池被越來越多的應用到高溫環境中，比如城市樓頂的基站、我國南方的農村電信直放站、室外風能太陽能儲能應用及非洲、中東等地區。現有技術生產的閥控密封鉛酸蓄電池應用在上述高溫環境，循環壽命會降低50%以上，不會超過兩年，原因主要是現有鉛酸蓄電池負極活性物質只能適應在常溫環境下使用，在高溫環境中使用會存在加速失水與腐蝕現象，導致電池快速失效，因此研製一種適合在高溫環境中使用的負極活性物質便成為開發耐高溫鉛酸蓄電池的關鍵 。
發明內容
本發明的目的是克服現有鉛酸蓄電池高溫性能差的缺陷，提供一種適應於高溫環境下使用的鉛酸蓄電池負極活性物質及製備方法。本發明的技術方案是一種耐高溫鉛酸蓄電池負極活性物質，包括鉛粉、粘結劑、硫酸、去離子水、硫酸鋇、木素，其改進之處是該負極活性物質中含有高溫添加劑，所述高溫添加劑的組分及質量百分比含量為航空油13% 16%，引杜林19% 22%，茴香醛16% 19%，石墨粉26% 29%，腐植酸18% 22%，所述負極活性物質中各組分的質量百分比含量為鉛粉78% 80%，粘結劑O. 1% O. 2%，密度為I. 3 I. 4g/ml的硫酸8% 9%，去離子水10% 11%，硫酸鋇O. 6% O. 7%，木素O. 1% O. 2%,高溫添加劑I. 0% I. 5%。所述高溫添加劑中各組分的質量百分比含量優選為航空油14% 15%，引杜林20% 21%，茴香醛17% 18%，石墨粉27% 28%，腐植酸19% 21%。上述耐高溫鉛酸蓄電池負極活性物質的製備方法是操作如下
(1)將航空油、引杜林、茴香醛、石墨粉和腐植酸按比例混和，充分攪拌後製得耐高溫添加劑；
(2)按比例，將鉛粉、粘結劑、硫酸鋇、木素和高溫添加劑混合，在幹態下充分攪拌10 15分鐘，隨後在6 8分鐘內勻速加入去離子水，邊加入邊攪拌，加完水後，繼續攪拌8 10分鐘，再加入密度為I. 3 I. 4g/ml的硫酸，加酸時間為19 20分鐘，加酸後繼續攪拌10 12分鐘，製得鉛膏；和膏過程中控制溫度為65 75°C，出膏時溫度為55 60°C。本發明由於加入特定的高溫添加劑，並且對包括高溫添加劑在內的各組分有嚴格限定，配比科學合理，工藝完善規範，這樣製成的負極活性物質使電池失水與腐蝕降低到現有電池的1/2，在45_75°C高溫環境下使用，循環壽命比現有技術生產的電池壽命提高一倍左右。
具體實施方式
下面通過實施例和試驗對比進一步說明本發明。一、實施例
實施例1、2中，本發明的負極活性物質及質量百分比含量見表1，其中高溫添加劑的組分及質量百分比含量見表2。表I
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例 2. 78%, O, 2%- 9 .., I O. 6%, O，6.X,卜 11.. 1, 51,
表2
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實施例1、2的製備方法是(I)將航空油、引杜林、茴香醛、KS15石墨粉和腐植酸按表2比例混和，充分攪拌後製得耐高溫添加劑；(2)按表I比例，將鉛粉、粘結劑、硫酸鋇、木素和高溫添加劑混合，在幹態下攪拌12分鐘(例I)、13分鐘(例2)，隨後在6分鐘內(例1)、8分鐘內(例2)勻速加入去離子水，邊加入邊攪拌，加完水後，繼續攪拌8分鐘(例1)、10分鐘(例2)，再加入密度為I. 3 I. 4g/ml的硫酸，加酸時間為19分鐘(例1)、11分鐘(例2)，製得鉛膏；和膏過程中控制溫度為70°C，出膏時溫度為58°C。二、試驗對比
I、電池製備
按照本發明實施例提供的負極活性物質，用常規工藝製作極板並組裝製作GFMJ-500閥控密封鉛酸蓄電池。例一與例二製作樣品電池各24隻，以IOhr容量計算，所製備的電池正極活性物質乾重為15. 5g/Ah，負極活性物質乾重為10. 8g/Ah。製備的活性物質的重量控制公差均為±8g，設計容量公差為40min。注入密度I. 240g/ml (25°C)的硫酸，採用內化成四充三放制式，化成結束後，靜置48小時，從例I與例2中製作的48隻電池中，隨機抽取各6隻分別進行高溫環境下循環壽命試驗，同時抽檢原有技術生產的閥控密封鉛酸蓄電池進行對比檢測，檢測設備採用張家港金帆電源有限公司生產的12V100A蓄電池循環檢測儀。2、高溫環境下循環壽命試驗
循環壽命測試方法在75°C環境中，以恆壓14. IV、限流75A充電16h，再以恆流50A放電至終止電壓11. OV為一個循環，當整組電池的放電容量低於額定容量的80%時，壽命終止。(I)容量衰減速度例一生產的電池組循環前2 O次，放電容量平穩，第2 O次放電容量為初始容量的100. 3%，循環至第200次時，放電容量為初始容量的99. 7%,例二生產的電池組循環前20次，放電容量逐漸上升，第20次放電容量為初始容量的103. 5%，循環至第200次時，放電容量為初始容量的100. 3%,而原有技術生產的電池循環至第200次時放電容量為初始容量的93. 5%,本專利生產的電池衰減速度明顯比原有技術生產的電池小。(2)容量循環次數
兩組樣品電池循環壽命終止時，例I製作的電池循環次數為1007次，例2製作的電池循環次數為1091次，原有技術生產的電池循環壽命只有500次左右，壽命大大提高。 從上述試驗結果可以說明，採用本發明提供的負極活性物質，能夠提高電池高溫環境下循環壽命性能。
權利要求
1.一種耐高溫鉛酸蓄電池負極活性物質，包括鉛粉、粘結劑、硫酸、去離子水、硫酸鋇、木素，其特徵是該負極活性物質中含有高溫添加劑，所述高溫添加劑的組分及質量百分比含量為航空油13% 16%，引杜林19% 22%，茴香醛16% 19%，石墨粉26% 29%，腐植酸18% 22%，所述負極活性物質中各組分的質量百分比含量為鉛粉78% 80%，粘結劑O.1% O. 2%,密度為I. 3 I. 4g/ml的硫酸8% 9%，去離子水10% 11%，硫酸鋇O. 6% O.7%,木素O. 1% O. 2%,高溫添加劑I. 0% I. 5%ο
2.根據權利要求I所述的耐高溫鉛酸蓄電池負極活性物質，其特徵在於，所述高溫添加劑中各組分的質量百分比含量為航空油14% 15%，引杜林20% 21%，茴香醛17% 18%，石墨粉27% 28%,腐植酸19% 21%。
3.—種生產如權利要求I所述耐高溫鉛酸蓄電池負極活性物質的製備方法，其特徵是操作如下 (1)將航空油、引杜林、茴香醛、石墨粉和腐植酸按比例混和，充分攪拌後製得耐高溫添加劑； (2)按比例，將鉛粉、粘結劑、硫酸鋇、木素和高溫添加劑混合，在幹態下充分攪拌10 15分鐘，隨後在6 8分鐘內勻速加入去離子水，邊加入邊攪拌，加完水後，繼續攪拌8 10分鐘，再加入密度為I. 3 I. 4g/ml的硫酸，加酸時間為19 20分鐘，加酸後繼續攪拌10 12分鐘，製得鉛膏；和膏過程中控制溫度為65 75°C，出膏時溫度為55 60°C。
全文摘要
本發明涉及一種耐高溫鉛酸蓄電池負極活性物質及製備方法，該活性物質由鉛粉、粘結劑、硫酸、去離子水、硫酸鋇、木素與高溫添加劑組成，所述高溫添加劑由航空油、引杜林、茴香醛、KS15石墨粉、腐植酸組成，各組分配比科學合理，製備工藝完善規範。由本發明提供的活性物質製作極板組裝成的電池失水與腐蝕大幅降低，可以適應在45-75℃高溫環境下使用，循環壽命比現有電池提高一倍左右。
文檔編號H01M4/62GK102903910SQ20121039582
公開日2013年1月30日 申請日期2012年10月18日 優先權日2012年10月18日
發明者徐冬明 申請人:雙登集團股份有限公司