[發(fā)明專利]一種鉛炭混合物及制作鉛酸電池極板的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310015058.9
• 申請日: 2013-01-16
• 公開（公告）號: CN103078083A
• 公開（公告）日: 2013-05-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡金豐;張華農(nóng);衣守忠;彭斌
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳市雄韜電源科技股份有限公司
• 主分類號: H01M4/14
• 分類號: H01M4/14;H01M4/36;H01M4/62;H01M4/20
• 代理公司: 深圳市康弘知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44247
• 代理人: 胡朝陽;孫潔敏

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鉛炭電池領(lǐng)域，尤其涉及一種用于鉛酸電池極板的鉛炭混合物以及采用鉛炭混合物制作鉛酸電池極板的方法。

背景技術(shù)

澳大利亞聯(lián)邦科學(xué)與工業(yè)研究會（CSIRO）與日本古川電池株式會社在鉛碳電池領(lǐng)域獲得了長足的進(jìn)展，并在各國申請了相關(guān)專利。這些專利主要涉及如何使活性炭與負(fù)極板活性物質(zhì)良好結(jié)合。

古河公司在EP2424011及CN102484245A中提到，將涂覆了活性炭涂層的負(fù)極板浸入溶解了十八水和硫酸鋁的1.30g/L的硫酸溶液中，通過浸漬，活性炭涂層微孔中會吸附部分鉛離子，在化成前的充電處理過程中，微孔中的鉛離子還原生成鉛，與極板表面的還原鉛形成良好的網(wǎng)絡(luò)。該網(wǎng)絡(luò)能保證活性炭涂層與極板表面結(jié)合良好。這種方法在降低活性炭層粘接劑用量的同時(shí)，改善涂層與極板表面的粘接性能，提高了活性炭比電容的發(fā)揮。但是該專利有以下缺陷：

一是，極板碳層中活性炭內(nèi)吸附鉛離子有限。

通過延長涂覆了活性炭涂層的極板在硫酸溶液中的浸漬時(shí)間，達(dá)到活性炭微孔中吸附較多量的鉛離子方法不是十分可靠。在硫酸溶液中，極板中的鉛的氧化物與硫酸反應(yīng)生成硫酸鉛，極板中的硫酸鉛溶解度非常低，很難有足夠的鉛離子擴(kuò)散到碳層，且被吸附到活性炭微孔中。

二是，鉛本身是比較好的析氫抑制劑，但如果沒有較大量的鉛被吸附到活性炭表面和微孔中，就無法起到明顯的析氫抑制效果。所以經(jīng)過這樣處理的的活性炭與鉛膏復(fù)合極板，還需要向碳層或者電解液中添加其他析氫抑制劑。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為了解決上述現(xiàn)有鉛酸電池制作的技術(shù)問題，同時(shí)開拓新的鉛酸電池極板的制作工藝，提出一種結(jié)合強(qiáng)度高、析氫抑制劑效果好及制作靈活的鉛炭混合物及制作鉛酸電池極板的方法。

本發(fā)明提出的一種鉛炭混合物，其由以下物料的重量百分比配制：

炭混合物：20%~80%、鉛粉：20%~80%；

其中，所述的炭混合物由以下物料的重量百分比配制：

活性炭：10%~80%、導(dǎo)電炭材料：10~50%、粘接劑：5%~50%、纖維：0.1%~1%。

所述的粘接劑包括：聚偏四氟乙烯(PVDF)、聚四氟乙烯(PTFE)及丁苯橡膠(SBR)的一種；所述的纖維為短纖維或各種導(dǎo)電碳纖維。

本發(fā)明提出的一種采用鉛炭混合物制作鉛酸電池極板（板柵）的方法，其步驟如下：

步驟1、鉛炭混合物和溶劑的混合

按比例秤取鉛炭混合物的原料：鉛粉、活性炭、導(dǎo)電炭材料、粘接劑、纖維。再秤取重量百分比為30%~50%的鉛炭混合物、重量百分比為50%~70%的溶劑。先將活性炭、導(dǎo)電炭材料、粘接劑、纖維和溶劑投入攪拌機(jī)中，以轉(zhuǎn)速1000轉(zhuǎn)/分進(jìn)行混合，混合一個(gè)小時(shí)，再加入鉛粉繼續(xù)進(jìn)行攪拌一個(gè)小時(shí)，制成鉛炭混合漿料。

所述的溶劑為：去離子水、丙酮、無水乙醇、N-甲基吡咯烷酮的一種。

步驟2、鉛炭混合漿料的涂覆及定型

將鉛炭混合漿料涂覆在電池極板表面，后將極板置于40℃~120℃的烘箱中，經(jīng)表面干燥后，取出來進(jìn)行輥壓，輥壓的壓力為0.1~1兆帕；

或者先將已制備好的鉛膏涂覆在電池極板表面，再對極板進(jìn)行固化、烘烤除水；然后將所述的鉛炭混合漿料，涂覆在極板的鉛膏層的表面，將極板置于40℃~120℃的烘箱中，經(jīng)表面干燥后，取出來進(jìn)行輥壓，輥壓的壓力為0.1~1兆帕。

本發(fā)明將鉛粉混入活性炭、導(dǎo)電炭材料、粘接劑及纖維中，再與溶劑混合制作成涂覆于板柵或極板表面的涂層。借助涂層中的足夠量的鉛粉在電池充電時(shí)被還原，與極板鉛膏表面或者板柵表面的還原鉛形成較為致密的網(wǎng)絡(luò)，顯著提高了涂層與板柵或者極板表面的粘接強(qiáng)度；涂層中的鉛粉與電解液中的硫酸反應(yīng)后，能在涂層中形成較為充足的鉛離子，活性炭中的孔和表面可以吸附足夠量的鉛離子，并被還原成鉛，起到明顯的析氫抑制劑效果；涂層既可以涂覆在板柵表面，也可以涂覆在極板表面，比傳統(tǒng)制作鉛酸電池的工藝更為靈活。

具體實(shí)施方式

下面通過實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的說明：

本發(fā)明提出的一種鉛炭混合物，其由以下物料的重量百分比配制：

炭混合物：20%~80%、鉛粉：20%~80%；

其中，所述的炭混合物由以下物料的重量百分比配制：

活性炭：10%~80%、導(dǎo)電炭材料：10~50%、粘接劑：5%~50%、纖維：0.1%~1%。