[發(fā)明專利]一種鉛酸蓄電池和膏酸及其制備方法和應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110395721.7
• 申請(qǐng)日: 2021-04-13
• 公開（公告）號(hào): CN113140732B
• 公開（公告）日: 2022-04-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李偉偉;劉孝偉;張雄;吳永新;代少振
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 超威電源集團(tuán)有限公司
• 主分類號(hào): H01M4/62
• 分類號(hào): H01M4/62;H01M4/57;H01M4/04;H01M10/06
• 代理公司: 杭州杭誠(chéng)專利事務(wù)所有限公司 33109
• 代理人: 尉偉敏

本發(fā)明涉及鉛酸蓄電池技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種鉛酸蓄電池和膏酸及其制備方法和應(yīng)用。所述和膏酸包括聚四氟乙烯、硫酸、水，其中，聚四氟乙烯在和膏酸中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1?2wt%。該和膏酸的制備方法包括以下步驟：在攪拌下，向硫酸溶液中加入聚四氟乙烯乳液，分散均勻后，獲得鉛酸蓄電池和膏酸。本發(fā)明通過將聚四氟乙烯添加在和膏酸中，再用于鉛膏的制備，能提高聚四氟乙烯在鉛膏中分散的均勻性，從而提高其對(duì)正負(fù)極性能的改善效果。將本發(fā)明的和膏酸用于負(fù)極鉛膏的制備中，并將控制聚四氟乙烯分子量在2×10⁴?5×10⁴范圍內(nèi)，能夠提高負(fù)極中的氧復(fù)合效率，減少鉛酸蓄電池的失水現(xiàn)象。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鉛酸蓄電池技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種鉛酸蓄電池和膏酸及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

鉛酸蓄電池和膏是將鉛粉、去離子水、和膏酸、添加劑等，按照一定的工藝要求，在和膏設(shè)備中進(jìn)行混合并發(fā)生相關(guān)化學(xué)反應(yīng)從而生成符合相關(guān)技術(shù)要求和涂板要求的鉛膏的過程。和膏過程中用到的和膏酸一般為相對(duì)密度1.0-1.4的稀硫酸溶液，其配制是將既定比例的濃硫酸緩慢的加入去離子水中并不斷攪拌，制成相應(yīng)濃度的稀硫酸溶液。目前針對(duì)和膏酸的研究主要集中在不同相對(duì)密度硫酸溶液對(duì)鉛膏以及最終電池性能的影響，幾乎沒有關(guān)于和膏酸添加劑的報(bào)道。

聚四氟乙烯乳液是鉛膏中的一種常用添加劑，用于減少正負(fù)極活性物質(zhì)在充放電過程中由于體積膨脹收縮而軟化、脫落，但現(xiàn)有技術(shù)中將其在和膏過程中單獨(dú)添加，例如公開號(hào)為CN104377359B的專利文獻(xiàn)將其與鉛粉等混合后再加入和膏酸，公開號(hào)為CN110783566A的專利文獻(xiàn)在加入和膏酸進(jìn)行捏合后，再加入聚四氟乙烯乳液進(jìn)行捏合，易出現(xiàn)聚四氟乙烯在鉛膏中分散不均勻的問題，影響其對(duì)正負(fù)極性能的改善。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種鉛酸蓄電池和膏酸及其制備方法和應(yīng)用。本發(fā)明將聚四氟乙烯添加在和膏酸中，能提高其在鉛膏中分散的均勻性，從而提高其對(duì)正負(fù)極性能的改善效果。

本發(fā)明的具體技術(shù)方案為：

一種鉛酸蓄電池和膏酸，包括以下組分：聚四氟乙烯，硫酸，水；所述聚四氟乙烯在和膏酸中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1-2wt％。

發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，將聚四氟乙烯加入正極鉛膏中，能夠改善正極的機(jī)械強(qiáng)度，將四氟乙烯加入負(fù)極中，能夠促進(jìn)氧復(fù)合，減少電池失水現(xiàn)象，但當(dāng)將其單獨(dú)添加到正極或負(fù)極鉛膏中時(shí)，由于分散性較差，會(huì)導(dǎo)致其對(duì)正負(fù)極性能的改善作用有限。本發(fā)明通過將聚四氟乙烯添加在和膏酸中，在鉛膏制備過程中加入和膏酸后，聚四氟乙烯能夠隨著硫酸溶液與正負(fù)極活性物質(zhì)和添加劑均勻混合，通過這種方式，能使聚四氟乙烯在鉛膏中分散更加均勻，從而更大限度地發(fā)揮其對(duì)正負(fù)極性能的改善作用。

作為優(yōu)選，所述硫酸在和膏酸中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10-30wt％。

作為優(yōu)選，所述聚四氟乙烯為改性聚四氟乙烯；改性聚四氟乙烯乳液的制備方法如下：(a)制備多羧基低聚氨酯：在惰性氣體保護(hù)下，將1,4-二異氰酸丁酯和酒石酸按1:0.8-1.2的摩爾比加入N,N-二甲基甲酰胺中，在60-70℃下反應(yīng)0.5-1.5h，去除溶劑，獲得多羧基低聚氨酯；

步驟(a)中，通過異氰酸酯與羥基之間的反應(yīng)，1,4-二異氰酸丁酯與酒石酸之間發(fā)生聚合，生成含有較多羧基的低聚氨酯(羧基來自酒石酸)。

(b)制備聚四氟乙烯-氨基己烯乳液：將乳化劑、穩(wěn)定劑、引發(fā)劑和水混合均勻后，用惰性氣體置換反應(yīng)容器內(nèi)的空氣，再通入四氟乙烯，在70-80℃、1.0-1.5MPa下反應(yīng)0.5-1h后，加入5-己烯-1-胺，所述四氟乙烯與5-己烯-1-胺之間的摩爾比為20-30:1，繼續(xù)在70-80℃、1.0-1.5MPa下反應(yīng)0.5-1h，獲得聚四氟乙烯-氨基己烯乳液；