CN102738540A - 超级电池补炭方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种超级电池补炭方法，包括以下步骤：（1）和膏涂片：按重量份铅粉100，硫酸4~10，粘结剂0.1~8，硫酸钡0.1~2，析氢抑制剂0.01~2，活性炭1~4，异相石墨0.1~2，乙炔黑0.05~0.5，腐植酸1~4，水12~21，短纤维0.1~0.2；（2）涂片后的负极板在80℃、相对湿度96%条件下固化不少于60小时；(3)固化后的负极板化成时间不低于20小时；(4)按硼酸池内酸液总体积计，加入与步骤(1)相同的炭材料0.4~20%，将步骤(3)中化成后的负极板水洗后，放入硼酸池浸泡10~20min后捞出，送入烘干设备烘干。
Description
技术领域
本发明涉及蓄电池生产领域，特别涉及一种超级电池补炭方法。
背景技术
近年来，铅酸电池因生产工艺成熟，价格低廉，安全可靠性高等优势已经广泛运用在电动车行业，这对其能量密度和重量等方面也提出了更高要求。针对这些问题，国内外专家提出在负极中加活性碳材料来改善和提高铅酸电池作为动力电池和储能电池的应用并逐渐提出超级电池的概念，设计制造具有超级电容器的蓄电池。本申请人的法人之前的专利申请，专利号为“2010102907180”专利申请名称为“超级电池混合负极铅膏及其制备方法”，在负极铅膏中加入活性炭：1~7，在这个指标范围内，如果加的量少，在和膏，化成等阶段由于挤压和电场力作用，铅膏中（尤其是表面上）的炭量大量流失后，负极板的性能指标则达不到设计要求，如果加的量大，不但造成资源浪费，在化成或充电过程中会加剧负极析气，气体冲刷作用使负极活性物质形成微孔，造成活性物质结合力下降，严重影响超级电池的容量及寿命。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种超级电池补炭方法，可克服在和膏，化成等阶段由于挤压和电场力作用，铅膏中（尤其是表面上）的炭大量流失的问题，使负极板的炭含量达不到设计要求。
本发明通过以下技术方案实现：
一种超级电池补炭方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）和膏：有以下重量份原料组成负极铅膏，铅粉：100，硫酸： 4~10，粘结剂： 0.1~8，硫酸钡：0.1~2，析氢抑制剂： 0.01~2，活性炭：1~4，异相石墨：0.1~2，乙炔黑：0.05~0.5（与以前申请的发明专利进行的调整，请审核），腐植酸 ： 1~4，水： 12~21，短纤维： 0.1~0.2，按常规方法进行和膏，并按常规方法完成涂片；
（2）将步骤（1）涂片后的负极板在80℃、相对湿度96%条件下固化不少于60小时；
(3)将固化后的负极板进行化成，化成时间不低于20小时；
(4)按硼酸池内酸液总体积计，向硼酸池内加入与步骤(1)负极铅膏原料相同的炭材料0.4~20%，将步骤(3)中化成后的负极板水洗后，放入硼酸池浸泡10~20min后捞出，送入烘干设备烘干；
(5)将步骤(4)得到的负极板，与常规方法制得的正极板装入电池盒。
本发明进一步改进方案是，所述析氢抑制剂为氧化铟、氧化铋、硬脂酸、或硬脂酸钡中的一种、或两种、或两种以上混合。
本发明进一步改进方案是，所述的粘结剂由下列重量份配比的原料混合而成，有机添加剂 ：乙烯-醋酸乙烯共聚物：聚乙烯醇：水=1:0.1~0.8:1~3:15~20；所述有机添加剂为聚四氟乙烯、丁苯橡胶、羧甲基纤维素钠中的一种、或两种、或两种以上混合。
步骤（4）加入的炭材料重量百分比为活性炭60-90%：异相石墨5-30%，乙炔黑1-5%。
本发明的有益效果是：
本发明适用于制造大功率，大容量以及循环寿命长的超级电池极板如制作汽车，船舶动力用极板和制造太阳能储能电池用极板等。在浸硼酸阶段，在硼酸池中加入0.4%~20%与和膏配方相同规格的炭材料，在浸硼酸的同时炭材料会随着液体的流动成功进入极板内部或附着在极板表面，从而提高极板的碳含量，有益于超级电池性能的全方位提高；本发明的优点在超级电池循环过程中，负极板硫酸盐化结晶进一步变小，有利于在充电过程中硫酸铅向负极海绵状铅的转化，同时在极板表面出现明显的碳材料涂层，从而使超级电池具有更高的能量密度和更长的循环寿命。
具体实施方式
为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例对本发明作进一步详述，该实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。
实施例1
一种超级电池补炭方法，包括以下步骤：
首先制备粘结剂备用。按重量份取EVA即乙烯-醋酸乙烯共聚物5份，聚乙烯醇15份，水170份放入容器内，并加热升温至60~70℃，然后，取PTFE即聚四氟乙烯10份加入上述容器内，采用磁力搅拌或超声分散15min左右即可。
（1）和膏：按重量份取铅粉100份、硫酸10份、粘结剂2份、硫酸钡0.8份、氧化铟0.8份、硬脂酸0.8份、活性炭3份、异相石墨1份、乙炔黑0.2份、腐植酸1份、水15份、短纤维0.1份；按常规方法进行和膏，并按常规方法完成涂片；
（2）将步骤（1）涂片后的负极板在80℃、相对湿度96%条件下固化不少于60小时；
(3)将固化后的负极板进行化成，化成时间不低于20小时；
(4)按硼酸池内酸液总体积计，向硼酸池内加入与步骤(1)负极铅膏原料相同的炭材料1%，将步骤(3)中化成后的负极板水洗后，放入硼酸池浸泡15min后捞出，送入烘干设备烘干；
步骤（4）加入的炭材料为活性炭：石墨：乙炔黑混合物，三者重量百分比分别为：75 %：21%:4%。
在本实施例中，所述的硫酸密度为1.40g/ml，短纤维其长度为2-4mm。所述析氢抑制剂为氧化铟。
(5)将步骤(4)得到的负极板，与常规方法制得的正极板装入电池盒；制成6-DZM-12Ah的电动车电池。
[微软用户1] 实施例2
按重量份取铅粉100份、硫酸10份、粘结剂4份、硫酸钡0.8份、氧化铟0.5份、硬脂酸0.6份、活性炭2份、异相石墨2份、乙炔黑0.4份、腐植酸1份、水15份、短纤维0.1份。
按硼酸池内酸液总体积计，向硼酸池内加入与步骤(1)负
极铅膏原料相同的炭材料2%，所加炭材料为活性炭：石墨：乙炔黑混合物，三者重量百分比分别为：85 %：14%:1%。
其余实施如实施例1。
实施例3
按重量份取铅粉100份、硫酸9份、粘结剂2.5份、硫酸钡1.1份、氧化铋0.6份、硬脂酸钡0.5份、活性炭1份、异相石墨2份、乙炔黑0.5份、腐植酸1.5份、水14份、短纤维0.2份。
按硼酸池内酸液总体积计，向硼酸池内加入与步骤(1)负极铅膏原
料相同的炭材料3%，所加炭材料为活性炭：石墨：乙炔黑混合物，三者重量百分比分别为：70 %：25%:5%。
其余实施如实施例1。
上述每个实施例中，使用铅粉质量10kg，其余原料按每个实施例中的的配比和膏，并涂片。经过化成阶段后收集化成酸液过滤、洗涤所得固体残渣用硝酸溶解，再次过滤、洗涤所得固形物高温干燥8小时以上称量其固形物所得质量如下表：
上述每个实例中，化成后所得极板放入清水池水洗10min，向模拟硼酸池加入 50kg清水，加入一定质量的硼酸、水杨酸，以及按酸液总体积计加入相应比例的炭材料，按照实施例要求进行浸泡，浸泡过后收集液体，过滤、洗涤高温干燥，留下固形物，称其质量所得结果如下表：
| 实例 | 化成后收集炭的质量 | 硼酸池中减少炭的质量 |
| 实例1 | 43.5g | 10.8g |
| 实例2 | 46.7g | 11.2g |
| 实例3 | 32.4g | 14.2g |
以上实施例中，所得电池均按国标方法进行电池容量、充电接受测试，以及部分荷电状态下(70%SOC)循环寿命测试方法为充电电流2C A 限制电压 14.5V充电1分钟，静置30秒，2C A 放电1分钟，静置30秒，循环，当放电终止电压小于或等于10.5V时，循环终止。
经测试：该电池在150A电流下放电达到550W/Kg以上
充电接受可以达到5A以上部分荷电状态下，循环寿命可以达到10,000以上。
Claims (4)
1.一种超级电池补炭方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）和膏：有以下重量份原料组成负极铅膏，铅粉：100，硫酸： 4~10，粘结剂： 0.1~8，硫酸钡：0.1~2，析氢抑制剂： 0.01~2，活性炭：1~4，异相石墨：0.1~2，乙炔黑：0.05~0.5，腐植酸 ： 1~4，水： 12~21，短纤维： 0.1~0.2，按常规方法进行和膏，并按常规方法完成涂片；
（2）将步骤（1）涂片后的负极板在80℃、相对湿度96%条件下固化不少于60小时；
(3)将固化后的负极板进行化成，化成时间不低于20小时；
(4)按硼酸池内酸液总体积计，向硼酸池内加入与步骤(1)负极铅膏原料相同的炭材料0.4~20%，将步骤(3)中化成后的负极板水洗后，放入硼酸池浸泡10~20min后捞出，送入烘干设备烘干；
(5)将步骤(4)得到的负极板，与常规方法制得的正极板装入电池盒。
2.如权利要求1所述的一种超级电池补炭方法，其特征在于：所述析氢抑制剂为氧化铟、氧化铋、硬脂酸、或硬脂酸钡中的一种、或两种、或两种以上混合。
3.如权利要求1所述的一种超级电池补炭方法，其特征在于：所述的粘结剂由下列重量份配比的原料混合而成，有机添加剂 ：乙烯-醋酸乙烯共聚物：聚乙烯醇：水=1:0.1~0.8:1~3:15~20；所述有机添加剂为聚四氟乙烯、丁苯橡胶、羧甲基纤维素钠中的一种、或两种、或两种以上混合。
4.如权利要求1所述的一种超级电池补炭方法，其特征在于：步骤（4）加入的炭材料重量百分比为活性炭60-90%：石墨5-30%，乙炔黑1-5%。
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