三元非聚合動(dòng)力電池的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了三元非聚合動(dòng)力電池，包括由板柵和活性物質(zhì)組成的正負(fù)極板，所述活性物質(zhì)由鉛粉和硫酸組成，所述板柵是三元非聚合合金板柵，正極板柵由以下重量份組分組成：Ag0.02%～0.03%、Ti0.05%～0.06%、Sn0.9%～1.5%、Ca0.06%～0.08%、余量為Pb；負(fù)極板柵由以下重量份組分組成：Ca0.08%～0.09%、Al0.02%～0.05%、Sn1.0%～1.6%、余量為Pb。本發(fā)明板柵中添加Sn、Ag和Ti元素，合金界面呈現(xiàn)非晶態(tài)聚合物，阻抗層阻抗明顯降低，使電池的循環(huán)壽命和大電流放電性能均得到提升，且板柵在硫酸中的耐腐蝕性能得到提高，大幅提升電池使用壽命。
【專利說明】三元非聚合動(dòng)力電池

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及蓄電池領(lǐng)域,具體涉及三元非聚合動(dòng)力電池。

【背景技術(shù)】
[0002] 鉛銻合金耐腐蝕性能不高，在電池使用時(shí)失水量和自放電大，使鉛酸電池在存儲(chǔ) 時(shí)的容量保存能力受到限制，增加維護(hù)和運(yùn)行成本。同時(shí)由于鉛蓄電池環(huán)保準(zhǔn)入條件的強(qiáng) 制要求，板柵鉛銻合金被禁用，目前被鉛鈣合金所替代。鉛鈣合金雖然析氧過電位高、析氣 量小，但在制造過程中由于鈣的活潑性，產(chǎn)品一致性很難控制，尤其板柵合金晶間易形成高 阻抗晶態(tài)聚合物，嚴(yán)重地阻礙著電池充放電過程的進(jìn)行，而且鉛鈣板柵表面晶態(tài)聚合物最 先腐蝕，加劇電池早期容量的損失，從而大大地縮短電池的使用壽命，其中以正極板柵的 影響為最大。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種三元非聚合動(dòng)力電池，板柵中添加Sn、Ag和 Ti元素，合金界面呈現(xiàn)非晶態(tài)聚合物，阻抗層阻抗明顯降低，使電池的循環(huán)壽命和大電流放 電性能均得到提升，且板柵在硫酸中的耐腐蝕性能得到提高，大幅提升電池使用壽命。
[0004] 本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)： 三元非聚合動(dòng)力電池，包括由板柵和活性物質(zhì)組成的正負(fù)極板，所述活性物質(zhì)由鉛 粉和硫酸組成，所述板柵是三元非聚合合金板柵，正極板柵由以下重量份組分組成：Ag 0· 02% ?0· 03%、Ti0· 05% ?0· 06%、Sn0· 9%?L5%、Ca0· 06% ?0· 08%、余量為Pb;負(fù)極 板柵由以下重量份組分組成：Ca0· 08%?0· 09%、Al0· 02%?0· 05%、SnL0%?L6%、余 量為Pb。
[0005] 本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)方案是，所述鉛粉氧化度為75%-85%，視密度為0. 9-1. 25g/cm3。
[0006] 本發(fā)明更進(jìn)一步改進(jìn)方案是，所述電池采用內(nèi)化成工藝，化成電解液硫酸的密度 為 1. 23-1. 26g/cm3。
[0007] 本發(fā)明更進(jìn)一步改進(jìn)方案是，所述電池的極群上表面注有硅溶膠，硅溶膠中Sio2 含量為4-6%，硅溶膠的密度為1.35-1.45g/cm3。硅溶膠保證電池酸量，提高活性物質(zhì)利用 率和質(zhì)量能量比，增大了電池功率性和延長了壽命。
[0008] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下明顯優(yōu)點(diǎn)： 一、本發(fā)明板柵中由于添加Sn、Ag和Ti兀素，Ag和Ti均具有較高的化學(xué)穩(wěn)定性和優(yōu) 良的導(dǎo)電性能，Ti具有很強(qiáng)的耐腐蝕性和最高的強(qiáng)度，Ti和Ag的加入，使合金腐蝕失重減 小，合金界面呈現(xiàn)非晶態(tài)聚合物，阻抗層阻抗明顯降低，使板柵在硫酸中的耐腐蝕性能得到 提高，從而減少了鉛酸蓄電池早期容量衰減和熱失控膨脹的問題，提高了電池的淺循環(huán)壽 命和儲(chǔ)存時(shí)的容量保存能力；加入Ti和Ag之后，改善了合金晶粒的結(jié)構(gòu)，縮小了晶粒大小， 使電池的循環(huán)壽命和大電流放電性能均得到提升，并且降低了維護(hù)和運(yùn)行成本。Sn可以改 善合金表面與活物質(zhì)接合的微觀結(jié)構(gòu)，改善合金液的流動(dòng)性，有利澆鑄，鑄件合格率高。
[0009] 二、本發(fā)明增加鉛粉氧化度、視密度，以及在向電池內(nèi)部添加高濃度硅溶膠電解 液，保證酸量，提高活性物質(zhì)利用率和質(zhì)量能量比，增大了電池功率性和延長了壽命。

【具體實(shí)施方式】
[0010] 實(shí)施例1 本發(fā)明包括由板柵和活性物質(zhì)組成的正負(fù)極板，所述活性物質(zhì)由鉛粉和硫酸組成，所 述板柵是三元非聚合合金板柵，正極板柵由以下重量份組分組成：Ag0.02%、Ti0.05%、 Sn0. 9%、Ca0. 06%、余量為Pb;負(fù)極板柵由以下重量份組分組成：Ca0. 08%、Al0. 02%、Sn 1. 0%、余量為Pb。
[0011] 所述鉛粉氧化度為75%，視密度為0· 9g/cm3。
[0012] 所述電池采用內(nèi)化成工藝，化成電解液硫酸的密度為I. 23g/cm3。
[0013] 所述電池的極群上表面注有娃溶膠，娃溶膠中Sio2含量為4%，娃溶膠的密度為 1. 35g/cm3〇
[0014] 實(shí)施例2 本實(shí)施例正極板柵由以下重量份組分組成：Ag0. 03%、Ti0. 06%、Sn1.5%、Ca0. 08%、 余量為Pb;負(fù)極板柵由以下重量份組分組成：Ca0. 09%、Al0. 05%、SnI. 6%、余量為Pb。
[0015] 所述鉛粉氧化度為85%，視密度為I. 25g/cm3。
[0016] 所述電池采用內(nèi)化成工藝，化成電解液硫酸的密度為1. 26g/cm3。
[0017] 所述電池的極群上表面注有娃溶膠，娃溶膠中Sio2含量為6%，娃溶膠的密度為 1. 45g/cm3〇
[0018] 實(shí)施例3 本實(shí)施例正極板柵由以下重量份組分組成：Ag0. 025%、Ti0. 055%、Sn1. 2%、Ca 0. 07%7、余量為Pb;負(fù)極板柵由以下重量份組分組成：Ca0. 085%、Al0. 04%、Sn1. 3%、余量 為Pb。
[0019] 所述鉛粉氧化度為80%，視密度為I.lg/cm3。
[0020] 所述電池采用內(nèi)化成工藝，化成電解液硫酸的密度為1. 24g/cm3。
[0021] 所述電池的極群上表面注有硅溶膠，硅溶膠中Sio2含量為5%，硅溶膠的密度為 1. 40g/cm3。
[0022] 正極板的腐蝕是引起鉛酸蓄電池?fù)p壞的重要原因，因此研究實(shí)驗(yàn)板柵合金的耐蝕 性具有重要意義。上述三個(gè)實(shí)施例及常規(guī)鉛鈣合金板柵、鉛銻合金板柵恒流腐蝕質(zhì)量損失 測(cè)試結(jié)果如表1所示。
[0023] 表1合金恒流腐蝕質(zhì)量損失比較

【權(quán)利要求】
1. 三元非聚合動(dòng)力電池，包括由板柵和活性物質(zhì)組成的正負(fù)極板，所述活性物質(zhì)由鉛 粉和硫酸組成，其特征在于：所述板柵是三元非聚合合金板柵，正極板柵由以下重量份組分 組成：Ag 0? 02% ?0? 03%、Ti 0? 05% ?0? 06%、Sn 0? 9% ?1. 5%、Ca 0? 06% ?0? 08%、余量 為Pb ;負(fù)極板柵由以下重量份組分組成：Ca 0. 08%?0. 09%、A1 0. 02%?0. 05%、Sn 1. 0%? 1. 6%、余量為Pb。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的三元非聚合動(dòng)力電池，其特征在于：所述鉛粉氧化度為 75%-85%，視密度為 0? 9-1. 25g/cm3。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的三元非聚合動(dòng)力電池，其特征在于：所述電池采用內(nèi)化成工 藝，化成電解液硫酸的密度為1.23-1. 26 g/cm3。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的三元非聚合動(dòng)力電池，其特征在于：所述電池的極群上表面 注有硅溶膠，硅溶膠中si〇2含量為4-6%，硅溶膠的密度為1. 35-1. 45 g/cm3。
【文檔編號(hào)】H01M4/73GK104332633SQ201410625951
【公開日】2015年2月4日 申請(qǐng)日期:2014年11月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月7日
【發(fā)明者】李軍, 陳艷娟, 方明學(xué) 申請(qǐng)人:浙江天能電池江蘇新能源有限公司