[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?zhí)枺?/td>: 202110395721.7
• 申請日: 2021-04-13
• 公開（公告）號: CN113140732B
• 公開（公告）日: 2022-04-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李偉偉;劉孝偉;張雄;吳永新;代少振
• 申請（專利權(quán)）人: 超威電源集團有限公司
• 主分類號: H01M4/62
• 分類號: H01M4/62;H01M4/57;H01M4/04;H01M10/06
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務(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)量分數(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，從而提高其對正負極性能的改善效果。將本發(fā)明的和膏酸用于負極鉛膏的制備中，并將控制聚四氟乙烯分子量在2×10⁴?5×10⁴范圍內(nèi)，能夠提高負極中的氧復合效率，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)備中進行混合并發(fā)生相關(guān)化學反應(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。目前針對和膏酸的研究主要集中在不同相對密度硫酸溶液對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添加，例如公開號為CN104377359B的專利文獻將其與鉛粉等混合后再加入和膏酸，公開號為CN110783566A的專利文獻在加入和膏酸進行捏合后，再加入聚四氟乙烯乳液進行捏合，易出現(xiàn)聚四氟乙烯在鉛膏中分散不均勻的問題，影響其對正負極性能的改善。

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，從而提高其對正負極性能的改善效果。

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)量分數(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，能夠改善正極的機械強度，將四氟乙烯加入負極中，能夠促進氧復合，減少電池失水現(xiàn)象，但當將其單獨添加到正極或負極鉛膏中時，由于分散性較差，會導致其對正負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)揮其對正負極性能的改善作用。

作為優(yōu)選，所述硫酸在和膏酸中的質(zhì)量分數(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；