一种铅晶蓄电池的制备方法转让专利

申请号 : CN201610722191.1

文献号 : CN106129369B

文献日 :

基本信息:

PDF:

法律信息:

相似专利:

发明人 : 陈建民朱明康沈海荣陈卫华

申请人 : 浙江天地之光电池制造有限公司

摘要 :

本发明涉及蓄电池领域,具体涉及一种铅晶蓄电池的制备方法,一种铅晶蓄电池的制备方法,包括以下步骤:A正负极板制作,将正负极铅膏涂到正负极栅板上;B电解质的制作,向按重量份计的70‑90份基料中添加10‑30份的主料,采用转速为1400‑1500转的搅拌机连续搅拌30‑60分钟,所述主料为二氧化硅含量为10‑30%的硅酸钠,所述基料包括,40‑50份硫酸、0.3‑0.8份阻氧剂、0.01‑0.2份阻氢剂、0.01‑0.1添加剂和50‑60份去离子水;C注液,将固化干燥完的正负极板以及AGM隔板安装到电池外壳后进行注射上述步骤B中的电解质,采用真空注液,真空度为‑0.08 Mpa到‑0.9Mpa;D化成,注液完成后,将电池放入冷却池进行充放电,充电时控制冷却的水温保持在5‑10℃。

权利要求 :

1.一种铅晶蓄电池的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

A正负极板制作,将正负极铅膏涂到正负极栅板上,

正极铅膏包括按质量份计,氧化铅粉100份,去离子水11-20份,硫酸3-5份,石墨0.1-1份,短纤维0.05-0.15份;

负极铅膏包括按质量份计,铅粉100份,去离子水11-20份,硫酸3-5份,硫酸钡0.5-5份,炭黑0.1-0.5份,木素磺酸钠0.1-0.5份,短纤维0.05-0.15份;

B电解质的制作,向按重量份计的70-90份基料中添加10-30份的主料,采用转速为

1400-1500转的搅拌机连续搅拌30-60分钟,所述主料为二氧化硅含量为10-30%的硅酸钠,所述基料包括,40-50份硫酸、0.3-0.8份阻氧剂、0.01-0.2份阻氢剂、0.01-0.1份添加剂和

50-60份去离子水;

C注液,将固化干燥完的正负极板以及AGM隔板安装到电池外壳后进行注射上述步骤B中的电解质,采用真空注液,真空度为-0.08 Mpa到-0.9Mpa;

D化成,注液完成后,将电池放入冷却池进行充放电,充电时控制水温保持在5-10℃;

所述步骤D中,采用化成池,所述化成池包括:冷却池1、运输装置2、水循环装置3;冷却池1包括,池壁11、池壁11内的水位控制器12和用于进水的进水口13;运输装置2包括,提升轨架21、支座架22、导向架23,提升轨架21上设置有滑动叉台24,支座架22与提升轨架21下端固定,导向架23为对称的两个长杆,导向架23下方设置有滑轮231,导向架23朝池壁11侧设置有引导轮232,引导轮232的间距等于冷却池1的宽度;提升轨架21顶端设置有吊轮211,下部设置有牵引电机212和收卷轮213,收卷轮213上设置有穿过吊轮211并与滑动叉台24固定的吊索214;滑动叉台24包括,滑动框架241和L形叉板242,滑动叉台24通过滑动框架241与吊索214连接,在吊索214的拉力控制下,滑动叉台24沿着提升轨架21向上或向下滑动;水循环装置3包括冷却塔31,冷却塔31与水位控制器12连通;水位控制器12为底部铰接在池壁

11上部的水管,包括,顶部可自由活动的排水口121和排水管道122;冷却池1内设置有液位测量器14;冷却池1内设置有用以盛放电池的托盘15,托盘15底部设置有用以滑动叉台24插入的通孔;提升轨架21的内侧设置有滑槽215,滑动框架241上设置有导向块2411,导向块

2411装配在滑槽215内并与滑动框架241固定;L形叉板242包括固定板2421和叉板2422,固定板2421与提升轨架21之间设置有导向轮2423;此外水位控制器12的排水管道122将排水与冷却塔31连通,水位控制器12还包括排水口121顶部的滑槽杆123,和用以控制排水口121位置的汽缸124,汽缸124的推杆头设置在滑槽杆123的滑槽内;牵引电机212和收卷轮213之间设置有离合换挡器26,支座架22设置有转轴221,转轴221与离合换挡器26之间设置有第一转动带251,转轴与滑轮231之间设置有第二转动带252。

2.根据权利要求1所述的一种铅晶蓄电池的制备方法,其特征在于,

所述阻氢剂为有机物和金属化合物组成的混合物;所述有机物为N-甲基吡咯烷酮、羧甲基纤维素钠、苯胺、酰胺、松香胺、硫脲及硫脲衍生物、肉桂醛、糠醛、戊基1,2-双(二甲基胺)-丙酮、杂环酮胺、脱氢松香咪唑啉、N-乙烯基吡啶聚合物、烷基吡啶鎓黄原酸盐、吡啶及吡啶衍生物、喹啉、异喹啉、异喹啉衍生物中的一种或任意两种的混合物;

所述金属化合物为铅、锌、镉、钡、钙、铝、锑、镓、汞、铋的氧化物、盐、氢氧化物或金属的离子配合物中任意1-3种的混合物;所述金属的盐为硫酸盐、硝酸盐、磷酸盐、碳酸盐中的一种;所述金属的离子配合物的配体为氨基、氰基(-CN)或硫氰基(-SCN)中的至少一种。

3.根据权利要求2所述的一种铅晶蓄电池的制备方法,其特征在于,所述步骤D中,化成充电包括三个阶段,第一阶段:采用0.01-0.04C的电流充电1h,然后在0.06-0.25C的电流充电1h;第二阶段:在0.35-0.5C的电流下继续充电35h,静置2h加水,然后在0.1-0.5C的电流下充电15h,静置2h再次加水;第三阶段:在0.01-0.1C的电流下充电4h。

4.根据权利要求3所述的一种铅晶蓄电池的制备方法,其特征在于,所述添加剂为CoSO4, Na2SO4,(NH4)2SO4,谷氨酸,天冬氨酸,磷酸,柠檬酸,柠檬酸钠,氮川三醋酸二钠中的至少一种。

5.根据权利要求4所述的一种铅晶蓄电池的制备方法,其特征在于,所述阻氧剂为分析纯级丙三醇。

6.根据权利要求5所述的一种铅晶蓄电池的制备方法,其特征在于,所述氧化铅粉的粒径为1-3μm,所述短纤维为聚酯纤维或聚丙烯纤维,所述短纤维的长度为1-3mm。

7.根据权利要求6所述的一种铅晶蓄电池的制备方法,其特征在于,所述氧化铅粉中混合有质量百分比为0.35%-0.5%的改性颗粒,所述改性颗粒为三氧化二锑、五氧化二锑、氧化锡、氧化镁、氧化钙、硫酸镁、硫酸钙中的一种或多种,所述改性颗粒的粒径为3-5μm。

说明书 :

一种铅晶蓄电池的制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及蓄电池领域,具体涉及一种铅晶蓄电池的制备方法。

背景技术

[0002] 铅晶蓄电池采用高导硅酸盐电解质代替传统铅酸电池中的硫酸,从而克服了传统铅酸电池寿命短,不能大电流充放电等一系列缺点。铅晶蓄电池放电时,正极的活性物质PbO2转化为PbSO4,铅酸蓄电池放完电后回充电时,正极的放电产物PbSO4转化为PbO2,在蓄电池的充放电反应过程中起到容量储存和释放的有效成分是正极中的活性物质PbO2,负极的活性物质Pb转化为PbSO4,铅晶蓄电池放完电后回充电时,负极的放电产物PbSO4转化为Pb,在蓄电池的充放电反应过程中起到容量储存和释放的有效成分是负极中的活性物质Pb,目前在电极中加入碳元素能使得电池具有更高的比功率和更长的使用寿命。然而,由于炭表面析氢电位较铅低,含炭的负极容易导致电池析氢增大,过度析氢则会使电解液浓度增大,甚至引起电池失水失效,影响电池寿命。

发明内容

[0003] 本发明的目的,是为了解决背景技术中的问题,提供一种铅晶蓄电池的制备方法。
[0004] 本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的:
[0005] 一种铅晶蓄电池的制备方法,包括以下步骤:
[0006] A正负极板制作,将正负极铅膏涂到正负极栅板上,
[0007] 正极铅膏包括按质量份计,氧化铅粉100份,去离子水11-20份,硫酸3-5份,石墨0.1-1份,短纤维0.05-0.15份;
[0008] 负极铅膏包括按质量份计,铅粉100份,去离子水11-20份,硫酸3-5份,硫酸钡0.5-5份,炭黑0.1-0.5份,木素磺酸钠0.1-0.5份,短纤维0.05-0.15份;
[0009] B电解质的制作,向按重量份计的70-90份基料中添加10-30份的主料,采用转速为1400-1500转的搅拌机连续搅拌30-60分钟,所述主料为二氧化硅含量为10-30%的硅酸钠,所述基料包括,40-50份硫酸、0.3-0.8份阻氧剂、0.01-0.2份阻氢剂、0.01-0.1份添加剂和
50-60份去离子水;
[0010] C注液,将固化干燥完的正负极板以及AGM隔板安装到电池外壳后进行注射上述步骤B中的电解质,采用真空注液,真空度为-0.08 Mpa到-0.9Mpa;
[0011] D化成,注液完成后,将电池放入冷却池进行充放电,充电时控制水温保持在5-10℃。
[0012] 作为优选,所述阻氢剂为有机物和金属化合物组成的混合物;
[0013] 所述有机物为N-甲基吡咯烷酮、羧甲基纤维素钠、苯胺、酰胺、松香胺、硫脲及硫脲衍生物、肉桂醛、糠醛、戊基1,2-双(二甲基胺)-丙酮、杂环酮胺、脱氢松香咪唑啉、N-乙烯基吡啶聚合物、烷基吡啶鎓黄原酸盐、吡啶及吡啶衍生物、喹啉、异喹啉、异喹啉衍生物中的一种或任意两种的混合物;所述金属化合物为铅、锌、镉、钡、钙、铝、锑、镓、汞、铋的氧化物、盐、氢氧化物或金属的离子配合物中任意1-3种的混合物;所述金属的盐为硫酸盐、硝酸盐、磷酸盐、碳酸盐中的一种;所述金属的离子配合物的配体为氨基、氰基(-CN)或硫氰基(-SCN)中的至少一种。
[0014] 作为优选,所述步骤D中,化成充电包括三个阶段,第一阶段:采用0.01-0.04C的电流充电1h,然后在0.06-0.25C的电流充电1h;第二阶段:在0.35-0.5C的电流下继续充电35h,静置2h加水,然后在0.1-0.5C的电流下充电15h,静置2h再次加水;第三阶段:在0.01-
0.1C的电流下充电4h。
[0015] 作为优选,所述添加剂为CoSO4, Na2SO4,(NH4)2SO4,谷氨酸,天冬氨酸,磷酸,柠檬酸,柠檬酸钠,氮川三醋酸二钠中的至少一种。
[0016] 作为优选,所述阻氧剂为分析纯级丙三醇。
[0017] 作为优选,所述氧化铅粉的粒径为1-3μm,所述短纤维为聚酯纤维或聚丙烯纤维,所述短纤维的长度为1-3mm。
[0018] 作为优选,所述氧化铅粉中混合有质量百分比为0.35%-0.5%的改性颗粒,所述改性颗粒为三氧化二锑、五氧化二锑、氧化锡、氧化镁、氧化钙、硫酸镁、硫酸钙中的一种或多种,所述改性颗粒的粒径为3-5μm。
[0019] 作为优选,电池化成过程中的化成池包括,冷却池、运输装置、水循环装置;
[0020] 所述冷却池包括,池壁、池壁内的水位控制器和用于进水的进水口;
[0021] 所述运输装置包括,提升轨架、支座架、导向架,所述提升轨架上设置有滑动叉台,所述支座架与所述提升轨架下端固定,所述导向架为对称的两个长杆,所述导向架下方设置有滑轮,所述导向架朝池壁侧设置有引导轮,所述引导轮的间距等于所述冷却池的宽度;所述提升轨架顶端设置有吊轮,下部设置有牵引电机和收卷轮,所述收卷轮上设置有穿过所述吊轮并与所述滑动叉台固定的吊索;所述滑动叉台包括,滑动框架和L形叉板,所述滑动叉台通过所述滑动框架与所述吊索连接,在吊索的拉力控制下,所述滑动叉台沿着所述提升轨架向上或向下滑动;
[0022] 所述水循环装置包括冷却塔,所述冷却塔与所述水位控制器连通。
[0023] 通过冷却水,对化成充电过程中的电池进行冷却,能有效提高电池化成的效率,并且提高化成效果,提升了电池的容量,此外运输装置,能完成对电池的自动装卸货,提高了车间效率,减轻了工人负担。
[0024] 作为优选,所述水位控制器为底部铰接在池壁上部的水管,包括,顶部可自由活动的排水口和排水管道。
[0025] 作为优选,所述水位控制器还包括排水口顶部的滑槽杆,和用以控制排水口位置的汽缸,所述汽缸的推杆头设置在滑槽杆的滑槽内。
[0026] 作为优选,所述冷却池设置有液位测量器。
[0027] 作为优选,所述冷却池内设置有用以盛放电池的托盘,所述托盘底部设置有用以滑动叉台插入的通孔。
[0028] 作为优选,所述提升轨架的内侧设置有滑槽,所述滑动框架上设置有导向块,所述导向块装配在所述滑槽内并与所述滑动框架固定。
[0029] 作为优选,所述L形叉板包括固定板和叉板,所述固定板与提升轨架之间设置有导向轮。
[0030] 作为优选,所述牵引电机和收卷轮之间设置有离合换挡器,所述支座架设置有转轴,所述转轴与所述离合换挡器之间设置有第一转动带,所述转轴与所述滑轮之间设置有第二转动带。
[0031] 作为上述方案的优选,所述离合换挡器包括,牵引电机相连的电机轮、驱动所述转动带的第一驱动轮、连接所述转动带的带轮、连接所述收卷轮收放轮、用以抱死所述收放轮的离合片和驱动所述收卷轮的第二驱动轮。
[0032] 充分利用牵引电机,由于起吊和进退动作是分开完成的,通过离合换挡器的换挡作用,将牵引电机的动力分别用作抬升和进退,提高了电机的利用率,节省了成本,减轻了能耗。
[0033] 综上所述,本发明的有益效果:
[0034] ① 本发明所述的一种铅晶蓄电池的制备方法,制作的电池使用寿命长,化成过程中不漏液,充放电效果好。
[0035] ② 本发明所述的一种铅晶蓄电池的制备方法,能有效防止负极析氢,保证了电池质量。
[0036] ③ 本发明所述的一种铅晶蓄电池的制备方法,制备过程自动化程度高,节省人工。

附图说明

[0037] 图1是本发明的结构示意图;
[0038] 图2是本发明中冷却池的结构示意图;
[0039] 图3是本发明中运输装置正向的结构示意图;
[0040] 图4是本发明中运输装置背向的结构示意图
[0041] 图5是本发明实施例4的结构示意图;
[0042] 图6是本发明中离合换挡器的结构示意图。

具体实施方式

[0043] 以下具体实施例仅仅是对本发明的解释,其并不是对本发明的限制,本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改,但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。
[0044] 下面结合以附图和实施例对本发明进行详细说明。
[0045] 实施例1:
[0046] 一种铅晶蓄电池的制备方法,包括以下步骤:
[0047] A正负极板制作,将正负极铅膏涂到正负极栅板上,
[0048] 正极铅膏包括按质量份计,氧化铅粉100份,去离子水20份,硫酸5份,石墨1份,聚酯纤维0.15份;负极铅膏包括按质量份计,铅粉100份,去离子水20份,硫酸5份,硫酸钡5份,炭黑0.5份,木素磺酸钠0.5份,聚酯纤维0.15份;上述氧化铅粉粒径为1-3μm,氧化铅粉中混合有质量百分比为0.5%的粒径为3-5μm的三氧化二锑、五氧化二锑、氧化钙、硫酸镁、硫酸钙的混合物,聚酯纤维的长度为1-3mm;
[0049] B电解质的制作,向按重量份计的70份基料中添加30份的主料,采用转速为1400-1500转的搅拌机连续搅拌30-60分钟,所述主料为二氧化硅含量为30%的硅酸钠,所述基料包括,50份硫酸、0.8份阻氧剂、0.2份分析纯级丙三醇、0.1添加剂和60份去离子水,所述阻氢剂为Pb(NO3)2和N-甲基吡咯烷酮、羧甲基纤维素钠的混合物;所述添加剂为Na2SO4。
[0050] C注液,将固化干燥完的正负极板以及AGM隔板安装到电池外壳后进行注射上述步骤B中的电解质,采用真空注液,真空度为-0.08 Mpa到-0.9Mpa;
[0051] D化成,注液完成后,将电池放入冷却池进行充放电,充电时控制水温保持在5-10℃。充电包括三个阶段,第一阶段:采用0.01-0.04C的电流充电1h,然后在0.06-0.25C的电流充电1h;第二阶段:在0.35-0.5C的电流下继续充电35h,静置2h加水,然后在0.1-0.5C的电流下充电15h,静置2h再次加水;第三阶段:在0.01-0.1C的电流下充电4h。
[0052] 实施例2:
[0053] 一种铅晶蓄电池的制备方法,包括以下步骤:
[0054] A正负极板制作,将正负极铅膏涂到正负极栅板上,
[0055] 正极铅膏包括按质量份计,氧化铅粉100份,去离子水11份,硫酸3份,石墨0.1份,聚酯纤维0.05份;负极铅膏包括按质量份计,所述负极铅膏包括按质量份计,铅粉100份,去离子水11份,硫酸3份,硫酸钡0.5份,炭黑0.1份,木素磺酸钠0.1份,聚酯纤维0.05份;上述氧化铅粉粒径为1-3μm,氧化铅粉中混合有质量百分比为0.35%的粒径为3-5μm的氧化锡、氧化镁混合物,聚酯纤维的长度为1-3mm;
[0056] B电解质的制作,向按重量份计的90份基料中添加10份的主料,采用转速为1400-1500转的搅拌机连续搅拌30-60分钟,所述主料为二氧化硅含量为30%的硅酸钠,所述基料包括,所述基料包括,40份硫酸、0.3份阻氧剂、0.01份分析纯级丙三醇、0.01添加剂和50份去离子水。所述阻氢剂为Bi2O3、Ga(OH)2、ZnSO4与苯胺、喹啉的混合物,所述添加剂(NH4)
2SO4。
[0057] C注液,将固化干燥完的正负极板以及AGM隔板安装到电池外壳后进行注射上述步骤B中的电解质,采用真空注液,真空度为-0.08 Mpa到-0.9Mpa;
[0058] D化成,注液完成后,将电池放入冷却池进行充放电,充电时控制水温保持在5-10℃。充电包括三个阶段,第一阶段:采用0.01-0.04C的电流充电1h,然后在0.06-0.25C的电流充电1h;第二阶段:在0.35-0.5C的电流下继续充电35h,静置2h加水,然后在0.1-0.5C的电流下充电15h,静置2h再次加水;第三阶段:在0.01-0.1C的电流下充电4h。
[0059] 实施例3:
[0060] 一种铅晶蓄电池的制备方法,包括以下步骤:
[0061] A正负极板制作,将正负极铅膏涂到正负极栅板上,
[0062] 正极铅膏包括按质量份计,氧化铅粉100份,去离子水15份,硫酸4份,石墨0.5份,聚酯纤维0.1份;负极铅膏包括按质量份计,铅粉100份,去离子水15份,硫酸4份,硫酸钡3份,炭黑0.3份,木素磺酸钠0.3份,聚酯纤维0.1份,上述氧化铅粉粒径为1-3μm,氧化铅粉中混合有质量百分比为0.4%的粒径为3-5μm的硫酸镁、硫酸钙混合物,聚酯纤维的长度为1-3mm;
[0063] B电解质的制作,向按重量份计的80份基料中添加20份的主料,采用转速为1400-1500转的搅拌机连续搅拌30-60分钟,所述主料为二氧化硅含量为30%的硅酸钠,所述基料包括,45份硫酸、0.5份阻氧剂、0.1份分析纯级丙三醇、0.05添加剂和60份去离子水。所述阻氢剂为Bi2O3,10g/L异喹啉,10g/LPb(NO3)2,所述添加剂为谷氨酸。
[0064] C注液,将固化干燥完的正负极板以及AGM隔板安装到电池外壳后进行注射上述步骤B中的电解质,采用真空注液,真空度为-0.08 Mpa到-0.9Mpa;
[0065] D化成,注液完成后,将电池放入冷却池进行充放电,充电时控制水温保持在5-10℃。充电包括三个阶段,第一阶段:采用0.01-0.04C的电流充电1h,然后在0.06-0.25C的电流充电1h;第二阶段:在0.35-0.5C的电流下继续充电35h,静置2h加水,然后在0.1-0.5C的电流下充电15h,静置2h再次加水;第三阶段:在0.01-0.1C的电流下充电4h。
[0066] 实施例4:
[0067] 上述实施例1-3的化成过程中,采用如下化成池进行装卸电池。
[0068] 根据图1~图6所示,一种蓄电池化成池,包括:冷却池1、运输装置2、水循环装置3;
[0069] 冷却池1包括,池壁11、池壁11内的水位控制器12和用于进水的进水口13;
[0070] 运输装置2包括,提升轨架21、支座架22、导向架23,提升轨架21上设置有滑动叉台24,支座架22与提升轨架21下端固定,导向架23为对称的两个长杆,导向架23下方设置有滑轮231,导向架23朝池壁11侧设置有引导轮232,引导轮232的间距等于冷却池1的宽度;提升轨架21顶端设置有吊轮211,下部设置有牵引电机212和收卷轮213,收卷轮213上设置有穿过吊轮211并与滑动叉台24固定的吊索214;滑动叉台24包括,滑动框架241和L形叉板242,滑动叉台24通过滑动框架241与吊索214连接,在吊索214的拉力控制下,滑动叉台24沿着提升轨架21向上或向下滑动;
[0071] 水循环装置3包括冷却塔31,冷却塔31与水位控制器12连通。
[0072] 水位控制器12为底部铰接在池壁11上部的水管,包括,顶部可自由活动的排水口121和排水管道122。冷却池1内设置有液位测量器14。
[0073] 冷却池1内设置有用以盛放电池的托盘15,托盘15底部设置有用以滑动叉台24插入的通孔。
[0074] 提升轨架21的内侧设置有滑槽215,滑动框架241上设置有导向块2411,导向块2411装配在滑槽215内并与滑动框架241固定。
[0075] L形叉板242包括固定板2421和叉板2422,固定板2421与提升轨架21之间设置有导向轮2423。
[0076] 装置在运行的过程中,通过进水口13将冷却塔31内的冷却水注入冷却池1对电池进行降温,由于池内电池数量的不同,可能导致水位的变化,通过水位控制器12,可以控制液位的高度,此外水位控制器12的排水管道122将排水与冷却塔31连通,水位控制器12还包括排水口121顶部的滑槽杆123,和用以控制排水口121位置的汽缸124,汽缸124的推杆头设置在滑槽杆123的滑槽内。能自动对池内水位进行控制,完成了水循环,使得池水能回收再利用。
[0077] 装置对电池的自动装卸作用通过运输装置2完成,将L形叉板242插入电池组底部的托盘15,然后启动牵引电机212,通过吊索214将滑动叉台24抬起,完成电池组的起吊,然后通过导向架23退出冷却池后,将电池组放下,完成电池组的卸载。
[0078] 水位控制器12还包括排水口121顶部的滑槽杆123,和用以控制排水口121位置的汽缸124,汽缸124的推杆头设置在滑槽杆123的滑槽内。能自动对池内水位进行控制。
[0079] 牵引电机212和收卷轮213之间设置有离合换挡器26,支座架22设置有转轴221,转轴221与离合换挡器26之间设置有第一转动带251,转轴与滑轮231之间设置有第二转动带252。
[0080] 离合换挡器26包括,牵引电机212相连的电机轮261、驱动转动带251的第一驱动轮262、连接转动带251的带轮263、连接收卷轮213收放轮264、用以抱死收放轮264的离合片
265和驱动收卷轮213的第二驱动轮266。
[0081] 通过离合换挡器26充分利用牵引电机212,由于起吊和进退动作是分开完成的,通过离合换挡器26的换挡作用,将牵引电机212的动力分别用作抬升和进退,提高了电机的利用率,节省了成本,减轻了能耗。