[發明專利]一種鉛酸蓄電池負極板鉛膏及負極板的制備方法

有效

• 申請號: 201210465790.1
• 申請日: 2012-11-16
• 公開（公告）號: CN102945958A
• 公開（公告）日: 2013-02-27
• 發明（設計）人: 范娜;李現紅;孫常慧;李恒;孔德龍;錢逸泰
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: H01M4/57
• 分類號: H01M4/57;H01M4/21
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司 37219
• 代理人: 王緒銀

技術領域

本發明涉及鉛酸蓄電池負極板的制備方法，尤其涉及一種利用噴霧干燥技術對鉛酸蓄電池負極材料進行混料的方法，屬于鉛酸蓄電池技術領域。

背景技術

1997年，日本的M.Shiomi等（參見Journal?of?Power?Sources,1997,64,147–152）報道在閥控式鉛酸蓄電池的負極板中增加碳材料的含量，根據混合動力電動汽車（HEV）和光伏發電系統的運作方式進行模擬循環壽命測試，可以有效減少硫酸鉛的聚集并且延長循環壽命。在放電過程中碳材料可以在負極板PbSO₄顆粒的周圍中形成導電網絡，從而增加負極板的導電性。尤其是最近幾年，為了滿足各種類型的HEV的需求，很多種碳材料（例如：炭黑，石墨，活性炭等，以及這些碳材料的復合）已經添加到負極板中來提高鉛酸蓄電池的性能（參見Journal?of?Power?Sources,2009,191,58–75;Journal?of?Power?Sources,2010,195,4458–4469;Journal?of?Power?Sources,2011,196,3988–3992）。目前，在HEV高倍率部分荷電狀態的工作條件下，碳材料可以有效減少硫酸鉛的聚集這一理論已經被大家廣泛接受。另外，在負極板中添加碳材料還以提高電池的充電接受能力（Journal?of?Power?Sources,1996,59,153–157;Journal?of?Power?Sources,2009,191,134–138）。D.Pavlov等發現充電過程中電荷遷移阻抗在Pb/H₂SO₄界面要比EAC(electrochemically?active?carbon)/H₂SO₄界面高，因此在負極板中加入碳材料充電時可以起到電催化劑的角色（參見Journal?of?Power?Sources,2009,191,58–75）。從已有技術報道可以推斷雖然碳的添加量一般不超過2.0%，卻對鉛酸蓄電池的性能起著非常重要的決定性作用。

在鉛酸蓄電池負極板制備中，傳統的和膏工藝是通過機械攪拌的方法來對鉛粉和碳粉以及添加劑進行混合，這樣很難使碳粉和其它添加劑與鉛粉充分混合均勻。

中國專利CN101937991A（CN201010165306.4）中公布了一種高能鉛酸蓄電池負極鉛膏的制作方法，該方法是利用超聲波破碎分散機對納米硫酸鋇、改性木素磺酸鈉、單寧、炭黑、α-烯烴基礎油、水進行破碎、混合、乳化，得到的納米乳液在和膏時高壓霧化噴在干攪拌的鉛粉上。該方法需要首先對輔料進行納米化或者改性處理，增加輔料工業生產的難度和工序。同時在8分鐘的短時間內將輔料乳液霧化噴在干攪拌的鉛粉上很難保證分散的均勻性一致性，該方法本質上還是以傳統機械攪拌的方法對鉛粉和碳粉以及其它添加劑進行混合。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供一種鉛酸蓄電池負極板鉛膏的制備方法，本發明還提供一種充放電性能好的鉛酸蓄電池負極板的制備方法。

本發明的技術方案如下：

一種鉛酸蓄電池負極板鉛膏的制備方法，包括如下步驟：

（1）混合漿料的配制

按水：乙醇體積比5~20:1配制水-乙醇的混合溶液，然后依次加入碳粉、硫酸鋇、有機添加劑、粘結劑和鉛粉，攪拌10~15min，控制漿料的固含量在15–40%。

所述碳粉用量為鉛粉重量的0.25~10%；

所述有機添加劑為木質素磺酸鈉、腐植酸、橡木粉、半炭化木屑之一或組合；

所述粘結劑為聚四氟乙烯（PTFE），粘結劑添加量為鉛粉重量的0–1‰。

（2）噴霧干燥

將上述混合漿料進行噴霧干燥，噴霧時進風口溫度控制在180–250℃。

（3）和膏

先將纖維分散在去離子水中，纖維的添加量為鉛粉重量的0.05–0.2%，離子水添加量依據鉛粉的重量計，每1Kg鉛粉添加去離子水90~110g。得分散纖維的去離子水混合液。

將步驟（2）噴霧干燥后的粉體加入和膏機，然后加入上述分散纖維的去離子水混合液，攪拌10~15min；然后加入比重為d_15℃＝1.350±0.004g/cm³的稀硫酸，再繼續攪拌混合5~7min；加入適量水調節鉛膏視密度，控制視密度在4.0±0.25g/cm³的范圍，以適于涂板；

所述纖維為滌綸纖維或腈綸纖維。