[發明專利]一種改性低自放電率的鉛碳電池及其保管方法

有效

• 申請號: 201710323161.8
• 申請日: 2017-05-09
• 公開（公告）號: CN107170988B
• 公開（公告）日: 2020-03-27
• 發明（設計）人: 柯娃;劉孝偉;吳亮;朱軍平;趙磊
• 申請（專利權）人: 超威電源集團有限公司
• 主分類號: H01M4/62
• 分類號: H01M4/62;H01M4/66;H01M4/80;H01M10/12;H01M10/42
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務所有限公司 33109
• 代理人: 尉偉敏

本發明涉及鉛酸蓄電池領域，公開了一種改性低自放電率的鉛碳電池及其保管方法。該鉛碳電池的負極板采用的負極板柵合金中含有Pb，Ca，Sn以及Cr、Co或Zr中的至少一種；且負極板上包覆有隔膜。該保管方法為采集多個鉛碳電池的電壓參數值，當電壓參數值大于預設電壓值時，對多個鉛碳電池放電直到電壓參數值達到安全值，預設電壓值大于或等于安全值。本發明的電池自放電率低。本發明的保管方法能夠解決鉛碳電池長期保存過程中高自放電率的技術問題。

技術領域

本發明涉及鉛酸蓄電池領域，尤其涉及一種改性低自放電率的鉛碳電池及其保管方法。

背景技術

鉛酸蓄電池具有原材料來源廣且方便易得、造價低、安全性高、性能穩定以及可回收利用等諸多優點，發展至今日仍占據著非常可觀的市場份額。隨著科技的進步和發展，各行業對鉛酸蓄電池提出了新的要求，提高比容量以及循環壽命、降低產品重量是亟需解決的問題。

鉛炭電池，是指將高比表面的炭材料(如活性炭、活性炭纖維、炭氣凝膠或碳納米管等)摻入鉛負極，發揮高比表面碳材料的高導電性和對鉛基活性物質的分散性，提高鉛活性物質的利用率，并能抑制硫酸鉛結晶的長大和失活。高比表面積碳材料在高功率充放電和脈沖放電時可提供雙電層電容，減弱大電流對負極的損害，它還使鉛負極內部具有多孔結構，這有利于高功率充放電下電解液離子的快速遷移。

如申請號為CN201210453728.0的中國專利公開了一種鉛碳電池正極鉛膏，其原料包括：鉛粉85~90份、硫酸7.24～10.6份、石墨烯4~10份、四堿式硫酸鉛1~3份、硫酸亞鈷0.1~1份、硫酸鎂0.3~2份、滌綸纖維0.07~0.09份，所述四堿式硫酸鉛的粒徑為5～10μm。該發明還公開了該正極鉛膏的制備方法及包括正極鉛膏的鉛碳電池正極板與鉛碳電池。該發明通過在鉛碳電池正極鉛膏中添加石墨烯與粒徑5～10μm的四堿式硫酸鉛，充分利用石墨烯高比表面積與高導電性的特征，提高鉛碳電池的充放電速率，同時發揮粒徑5～10μm的四堿式硫酸鉛的引晶作用，引導鉛碳電池放電時生成易轉化為α-PbO₂的四堿式硫酸鉛，提高電池的循環壽命。

理想的碳添加劑應具有非常高的比表面積和導電性，不過由于鉛碳電池負極中添加了高含量、高比表面的碳材料，電池的析氫過電勢過低，在電池進行儲存時電池的自放電現象嚴重，通過國標測試方法測試鉛碳電池的容量保存率，是其它普通電池測試結果的75~90%左右，所以得研發一種低自放電率的鉛碳電池以及尋找一種方法來解決鉛碳電池長期保存過程中高自放電率的技術問題。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種改性低自放電率的鉛碳電池及其保管方法。本發明通過添加貯氫或者高析氫過電位金屬摻雜在板柵合金中來降低其析氫過電位，同時通過改性添加劑來降低碳材料的比表面積，減少在碳材料表面的析氫量。得到的鉛碳電池的自放電率低。另外，本發明的保管方法在保管過程中對多個電池放電直到電壓參數達到安全值，使自動放電到安全電壓或安全電量，且不影響用戶使用電池，以此來保護電池不會出現膨脹。

本發明的具體技術方案為：一種改性低自放電率的鉛碳電池，包括正極板、負極板、隔板和硫酸電解液，所述負極板采用的負極板柵合金中含有Pb，Ca，Sn以及Cr、Co或Zr中的至少一種；且負極板上包覆有隔膜。

上述負極板柵合金是一種具有降低自放電率的電化學貯氫合金，鉛鈣合金具有高析氫過電位，能有效抑制自放電過程，在板柵中添加Sn，充電過程中極板處于電解液中表面與活性物質之間會容易形成薄的鈍化層，鈍化層是形成于板柵的硫酸鉛和氧化鉛的不良導電層，鈍化層會影響電池的充電接受能力和放電容量，在板柵表層有Sn有效的抑制由鈍化層對電池造成的影響，同時添加Sn能在合金熔融時保護Ca元素不被高溫燒解揮發。負極板柵中鋯、鉻、鈷的摻雜可使鉛酸蓄電池負極板的析氫過電位更負，增加析氫難度，減少氫氣析出，降低使用過程中電解液的消耗量，有利于提高蓄電池壽命和使用時電池容量的快速恢復。