本發(fā)明涉及一種鉛酸蓄電池正極鉛膏制作方法,屬于鉛酸蓄電池制作技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù):
隨著鋰離子電池技術(shù)的成熟,及上下游產(chǎn)業(yè)鏈的日趨完善;鋰離子電池在儲能、起停等新興領(lǐng)域,甚至通信、低速電動車等鉛酸蓄電池的傳統(tǒng)領(lǐng)域,不斷蠶食鉛酸蓄電池的市場份額。加上國家政策的傾斜,2016年1月1日起,國家正式開始征收鉛酸蓄電池消費稅。對于鉛酸蓄電池行業(yè)可謂是雪上加霜。但是,鉛酸蓄電池畢竟發(fā)展了近160年,憑借著優(yōu)秀的性價比及可靠的穩(wěn)定性,仍然牢牢地占據(jù)著二次電池的半壁江山。特別是近年來迅速成熟的鉛炭電池技術(shù),為整個鉛酸蓄電池行業(yè)點燃了新的希望。
鉛炭電池僅憑借部分優(yōu)秀的炭材料添加劑,即可大幅提升鉛酸蓄電池的充電接受能力,從而將鉛酸蓄電池在部分荷電態(tài)下的高倍率循環(huán)壽命提升兩倍甚至更高;而且隨著炭材料品質(zhì)的提升,鉛炭配方的優(yōu)化,鉛炭電池的壽命可以進一步提升。但是,鉛炭電池是針對負(fù)極而言的,隨著負(fù)極壽命的成倍提升,鉛酸蓄電池正極的壽命逐漸成為鉛酸蓄電池壽命提升的瓶頸。根據(jù)應(yīng)用場景的不同,鉛酸蓄電池正極的失效模式無非就是板柵腐蝕和鉛膏軟化。解決正極鉛膏的軟化問題成了提升鉛酸蓄電池壽命的關(guān)鍵所在。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足,提供一種有效延緩鉛酸蓄電池正極因鉛膏軟化而失效,大幅提升鉛酸蓄電池正極循環(huán)壽命的鉛酸蓄電池正極鉛膏制作方法。
本發(fā)明的技術(shù)方案是:鉛酸蓄電池正極鉛膏制作方法,包括干混、濕混、酸混,其改進之處在于鉛膏中加入占鉛粉質(zhì)量0.05%~0.25%的碳納米管,操作步驟是:先將碳納米管制成固含量為1.0%~5.0%(重量)的水性漿料,并在高速分散機中分散10~20min,在干混結(jié)束時,再用高壓噴槍將分散后的水性漿料均勻噴灑到和膏機中,接著開始加水濕混。
所述碳納米管的長度與管徑之比為80~180;所述高速分散機的轉(zhuǎn)速為1000~3500r/min;所述高壓噴槍的壓力為0.4~0.8MPa;所述水性漿料在分散后5min之內(nèi)開始噴灑,噴灑過程為2~5min。
本發(fā)明的有益效果如下:
經(jīng)過高度石墨化處理的碳納米管,可以穩(wěn)定的存在于強酸、強氧化環(huán)境中,不會隨著循環(huán)的進行而氧化失效。高速分散的碳納米管,只需極低的添加量就能有效提升鉛酸蓄電池正極活性物質(zhì)的導(dǎo)電性,并發(fā)揮碳納米管對活性物質(zhì)的束縛作用,延緩鉛膏軟化。從而解決超長壽命鉛酸蓄電池正極失效的短板,大幅提高電池的循環(huán)壽命。
附圖說明
圖1是本發(fā)明實施例中,12V60Ah起停電池在采用本方法前后儲備容量的對比。
圖2是本發(fā)明實施例中,12V60Ah起停電池在采用本方法前后50%DOD循環(huán)的對比。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施例進行詳細(xì)說明,當(dāng)然,下述實施例僅僅是本發(fā)明的一部分。
實施例中,鉛酸蓄電池正極鉛膏制作方法操作如下:將高長徑比、高石墨化的多壁碳納米管制成固含量為2%(重量)的水性漿料,用高速分散機,以2000r/min的轉(zhuǎn)速分散15min;待鉛酸蓄電池正極和膏干混結(jié)束時,用高壓噴槍將上述碳納米管漿料均勻的噴灑到和膏機中,水性漿料在分散后5min之內(nèi)開始噴灑,完全噴灑之后,按照正常和膏順序開始加水,完成正極鉛膏的制作。上述碳納米管的長度與管徑的比值為150;高壓噴槍的壓力為0.6MPa;上述的碳納米管漿料的整個噴灑過程耗時4.5min,上述碳納米管的加入量占鉛粉質(zhì)量的0.15%。
采用本發(fā)明方法及常規(guī)方法分別制成12V60Ah起停電池,并進行性能對比。
如圖1所示,采用本發(fā)明方法之后,正極提升電池的儲備容量比常規(guī)電池提升了2分鐘,整個放電的電壓平臺提升了約0.11V。這是由于碳納米管的加入提升了電池活性物質(zhì)的導(dǎo)電性,加速了電化學(xué)反應(yīng)過程中的電子匯集速度;從而減小了電池反應(yīng)的極化。由于碳納米管的長程導(dǎo)電能力,也提升了電池正極活性物質(zhì)的利用率。所以,電池的放電時間略微提升,電池放電過程的電壓平臺也出現(xiàn)小幅上升。
如圖2所示,采用本發(fā)明方法后,起停電池在40℃下50%DOD(放電深度)的循環(huán)壽命由386次提升至720以上。這是由于采用高長徑比、高石墨化的碳納米管,經(jīng)高速分散加上高壓噴灑的添加方式,確保了每根碳納米管都能夠發(fā)揮應(yīng)有的作用。該方法能夠充分發(fā)揮碳納米管對鉛酸蓄電池正極活性物質(zhì)的束縛作用,有效的延緩鉛蓄酸蓄電池充放電過程中活性物質(zhì)的反復(fù)收縮而導(dǎo)致的軟化。所以,電池的循環(huán)壽命得以大幅提升。