[發明專利]一種鉛酸蓄電池及其制備方法

有效

• 申請號: 201410383591.5
• 申請日: 2014-08-06
• 公開（公告）號: CN104143658B
• 公開（公告）日: 2017-01-25
• 發明（設計）人: 陳紅雨;張玉鳳;李中奇;蔡俊超;劉學
• 申請（專利權）人: 華南師范大學
• 主分類號: H01M10/06
• 分類號: H01M10/06;H01M4/62;H01M10/12;C09D179/08;C09D5/38
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司44102
• 代理人: 邱奕才,汪曉東

技術領域

本發明涉及一種電池，尤其涉及一種鉛酸蓄電池及其制備方法。?

背景技術

鉛酸蓄電池的極板有正負之分，為了提高鉛酸蓄電池正負極板的性能，在制造正負極板時需要分別加入正負極添加劑，一般來說，正極板添加劑比較單一，而負極板的添加劑則較為復雜，包括膨脹劑、緩蝕劑和抑制析氫劑等。如常用的膨脹劑可分為無機膨脹劑和有機膨脹劑，無機膨脹劑包括硫酸鋇、炭黑、硫酸鍶等，有利于蓄電池中電解液的擴散，蓄電池的深度放電；同時能有效推遲鈍化作用。有機膨脹劑包括腐植酸、木質素、木素磺酸鹽、合成揉料等，可防止電極比表面積收縮。?

負極添加劑的加入可以抑制蓄電池中硫酸鉛的溶解度和溶度積，加強蓄電池負極的放電過程，但各種負極添加劑對蓄電池的放電性能影響都不一樣，如有機膨脹劑的優點是保持蓄電池負極在循環時硫酸鉛的晶體結構，缺點是會溶解在電解液里，從而使正極極化增加，負極極化減少以至使負極硫酸鹽化擴散。硫酸鋇其導電性比硫酸鉛還要差，它在超過負極電位的情況下仍不變化，硫酸鋇進入負極可以作為硫酸鉛的成核中心，因而減小了形成的硫酸鉛晶體的大小。?

此外要想增加蓄電池容量和充電接受能力，增加比表面積是一個有效的方法。納卡莫拉（Nakamura）等人提出向負極活性物質中添加碳黑，能有效地提高負極板的比表面積，在負極板進行的化學與電化學反應不僅在鉛相表面發生還能在碳相表面發生，有效的改善蓄電池的充電接受能力和延緩硫酸鉛的聚集。但是如果極板中碳含量太多，會引起負極電位的變化，析氫電位升高從而導致析氫嚴重，大大減少蓄電池循環使用壽命。?

隨著鉛碳電池的研究越來越多，如何控制大量碳的加入引起的電池負極析氫，以及延緩負極硫酸鹽化，提高鉛酸蓄電池循環壽命是迫在眉睫的問題。?

申請號為201310668012.7的中國專利《鉛酸蓄電池電解液及配制方法》公開一種鉛酸蓄電池電解液及配制方法，配方為由羧甲基纖維素鈉0.5~2g、聚天冬氨酸鈉鹽1~2g、四硼酸鈉1~2g、硫酸亞錫0.1~0.5g、硫酸32~36g和純水58~65g制成，該專利應用到了聚天冬氨酸鈉的阻垢作用，從而達到對放電過程中所生成的硫酸鉛顆粒的細化，但因為是加在電解液中，那么在和膏的過程中聚天冬氨酸鈉沒有參與反應過程，不能細化和膏過程中所生成的硫酸鉛的顆粒，所以對化成過程中硫酸鉛轉化成活性物質并沒有起到作用。另外加入到電解液中還有一個弊端，因為聚天冬氨酸鈉是阻止或延緩硫酸鉛的形成，這樣就不利于放電過程，即放電容量偏低。?

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種容量大、壽命長的鉛酸蓄電池及其制備方法。?

本發明的上述目的通過如下技術方案予以實現：?

一種鉛酸蓄電池，包括正極板和負極板，所述鉛酸蓄電池負極板的涂料包括下述重量份組成的各原料組分：

鉛粉1000份，

聚天冬氨酸或聚天冬氨酸鹽1~20份，

二氧化硅2~50份，

硫酸鋇2~10份，

膨脹劑4~20份，

酸80份，

混合碳10份，

水106份。

優選地，所述鉛酸蓄電池負極板的涂料包括下述重量份組成的各原料組分：?

鉛粉1000份，

聚天冬氨酸或聚天冬氨酸鹽10份，

二氧化硅26份，

硫酸鋇6份，

膨脹劑12份，

酸80份，

混合碳10份，

水106份。

聚天冬氨酸、聚天冬氨酸鹽均具有很好的分散能力，能夠分散水溶液中各種顆粒物質，如CaCO3、CaSO4、Ca3(PO4)2等，由于鉛原子半徑與鈣原子半徑相同，都為180pp，所以聚天冬氨酸或聚天冬氨酸鹽的添加也可以有效的分散硫酸鉛晶體。?

負極板中引進聚天冬氨酸或聚天冬氨酸鹽能促使PbSO4晶體的晶形發生扭曲變形，這是由于聚天冬氨酸或聚天冬氨酸鹽和已形成?PbSO4小晶體中的Pb2+作用，發生物理吸附和化學吸附過程，使微晶體表面形成雙電層，微晶體間就存在靜電斥力，從而阻礙了它們之間的碰撞和形成大晶體。聚天冬氨酸或聚天冬氨酸鹽能和水溶液中的Pb2+形成穩定的絡合物，降低水溶液中的?Pb2+濃度，使形成?PbSO4沉淀的可能性減小。另外由于聚天冬氨酸或聚天冬氨酸鹽良好的分散性還能增大負極板的碳加入量。?

優選地，所述聚天冬氨酸鹽為聚天冬氨酸鈉或聚天冬氨酸鉀。?