本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種鉛酸動力電池用正極活性物質(zhì)及其制備方法，該產(chǎn)品和方法屬于鉛酸蓄電池技術(shù)領(lǐng)域；本發(fā)明專利技術(shù)是以鉛粉70～85%、去離子水1～5%、硫酸5～8%、石墨烯0.1～5%、過氧化鈉3～8%、聚四氟乙烯乳液1～5%為原料（重量百分比）通過摻混的方法來制得產(chǎn)品。該產(chǎn)品以石墨烯、過氧化鈉、聚四氟乙烯乳液來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的添加劑混合物，同時(shí)降低所用硫酸的濃度，并采用不同的和膏方法，本發(fā)明專利技術(shù)產(chǎn)品與傳統(tǒng)的鉛酸動力電池正極活性物質(zhì)相比，在生產(chǎn)時(shí)可以大大降低硫酸造成的危害、減少設(shè)備投入、縮短固化時(shí)間、降低鉛膏的視比重，在使用時(shí)增加電池的容量，延長使用時(shí)間。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于鉛酸蓄電池
，尤其涉及一種以石墨烯、過氧化鈉、聚四氟乙烯乳液代替?zhèn)鹘y(tǒng)原料制備的鉛酸動力電池正極活性物質(zhì)。
技術(shù)介紹
動力電池即是為工具提供動力來源的電源，多指為電動列車、電動汽車、電動自行車等車輛提供動力的蓄電池，動力電池的種類較多，如鉛酸蓄電池、鎳鎘蓄電池、鎳氫蓄電池、鐵鎳蓄電池等，鉛酸蓄電池是動力電池的主要品種之一，其優(yōu)點(diǎn)是電壓穩(wěn)定、價(jià)格便宜，缺點(diǎn)是比能低(即每公斤蓄電池存儲的電能)、使用壽命短、高低溫適應(yīng)性差，但隨著鉛酸蓄電池技術(shù)的不斷發(fā)展，其比能低、使用壽命短、高低溫適應(yīng)性差等缺陷正在得到改進(jìn)。鉛酸蓄電池最主要的組成部分為正負(fù)極板，其極板依構(gòu)造和活性物質(zhì)化成方法，可分為:涂膏式極板、管式極板、化成式極板、半化成式極板，其中涂膏式極板應(yīng)用廣泛。涂膏式極板由板柵和活性物質(zhì)構(gòu)成的，板柵的作用為支承活性物質(zhì)和傳導(dǎo)電流、使電流分布均勻，板柵的材料一般采用鉛銻合金，免維護(hù)電池采用鉛鈣合金，正極活性物質(zhì)主要成份為二氧化鉛，負(fù)極活性物質(zhì)主要成為絨狀鉛，正極活性物質(zhì)對電池的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)起到至關(guān)重要的作用。傳統(tǒng)的正極活性物質(zhì)是鉛粉、硫酸、去離子水和添加劑的混合物，存在如下缺陷:1.傳統(tǒng)的活性物質(zhì)，在和膏時(shí)所用的硫酸密度較高，為1.4克/立方厘米，由于硫酸密度較高與鉛粉反應(yīng)時(shí)放出大量的熱量，因此和膏過程要嚴(yán)格控制溫度，不能高于65°C，為了控制溫度，一般要增加水冷和風(fēng)冷設(shè)施，導(dǎo)致設(shè)備復(fù)雜；2.由于使用硫酸的濃度較高，使用時(shí)既加速了對涂板設(shè)備的腐蝕，產(chǎn)生的酸霧還對環(huán)境造成污染并對操作者身體健康狀況的造成危害；3.傳統(tǒng)的鉛酸電池正極活性物質(zhì)的固化工藝時(shí)間較長，在2-3天時(shí)間左右。本專利技術(shù)產(chǎn)品是對傳統(tǒng)的正極活性物質(zhì)配方改進(jìn)后的新產(chǎn)品，是一種鉛酸蓄電池涂膏式極板使用的新型正極活性物質(zhì)，該產(chǎn)品以石墨烯、過氧化鈉、聚四氟乙烯乳液來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的添加劑混合物，同時(shí)降低所用硫酸的濃度，并采用不同的和膏方法，經(jīng)實(shí)踐檢驗(yàn)，本專利技術(shù)產(chǎn)品與傳統(tǒng)的正極活性物質(zhì)相比，在生產(chǎn)時(shí)可以大大降低硫酸造成的危害、減少設(shè)備投入、縮短固化時(shí)間、降低鉛膏的視比重，在使用時(shí)還可以增加電池的容量，延長電池的使用時(shí)間。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)主要解決的問題是提供，該方法以鉛粉70?85%、去離子水I?5%、硫酸5?8%、石墨烯0.1?5%、過氧化鈉3?8%、聚四氟乙烯乳液I?5%為原料(重量百分比)，其中石墨烯、過氧化鈉、聚四氟乙烯乳液是現(xiàn)有技術(shù)中沒有使用過的配料，石墨烯、過氧化鈉和聚四氟乙烯乳液在配制的鉛酸動力電池用正極活性物質(zhì)中起著至關(guān)重要的作用，它們的作用主要包括:(I)石墨烯可以提高活性物質(zhì)的電導(dǎo)率，有利于電池化成時(shí)間的縮短和電池容量的提聞。(2)在和膏過程中過氧化鈉可以將鉛粉中的游離鉛完全氧化成氧化鉛，和膏時(shí)發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)如下所示: Pb + Na202 + H20 2NaOH +PbO NaOH隨后和硫酸反應(yīng)生產(chǎn)Na2S04，Na2S04可以細(xì)化和膏時(shí)形成堿式硫酸鉛的晶粒，以提高電池的初容量。(3)其中聚四氟乙烯乳液的作用在于增加活性物質(zhì)顆粒之間的結(jié)合力。所述的硫酸的比重為1.1克/立方厘米。所述的石墨烯的比表面積在200平方米/克以上，電導(dǎo)率在1500西門子/米以上。所述的過氧化鈉為分析純。所述的聚四氟乙烯乳液的濃度為60%。本專利技術(shù)可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn): ，其特征是由以下步驟構(gòu)成: (I)先將配方量的鉛粉、石墨烯和過氧化鈉粉末在容器中混合攪拌3-5分鐘。(2)加入配方量的聚四氟乙烯乳液攪拌5-8分鐘。(3)加入配方量的去離子水，攪拌8-10分鐘。(4)加入配方量的硫酸攪拌10-15分鐘即得鉛酸動力電池用正極活性物質(zhì)。(5)鉛酸動力電池用正極活性物質(zhì)的使用方法是:將鉛酸動力電池用正極活性物質(zhì)均勻的涂抹在板柵上，然后將涂抹鉛酸動力電池用正極活性物質(zhì)的板柵送入烘房中，在70-80°C的溫度下干燥2?4小時(shí)即可。本專利技術(shù)的有益效果是:提供了，與傳統(tǒng)的鉛酸電池正極活性物質(zhì)相比具有如下的優(yōu)點(diǎn): (I)可以獲得較低視比重的鉛酸動力電池用正極活性物質(zhì)，普通鉛酸動力電池用正極活性物質(zhì)的視比重一般在3.8?4.2克/立方厘米，而本專利技術(shù)產(chǎn)品的視比重可以低至3.0?3.2克/立方厘米，較低的視比重可以提高極板的孔隙率，因此可以有更多的硫酸擴(kuò)散到極板的深處，這大大提高了反應(yīng)的深度和活性物質(zhì)的利用率。(2)在傳統(tǒng)的鉛酸電池生產(chǎn)過程中，由于鉛粉氧化度的差異會造成極板質(zhì)量的不均勻，從而影響成組電池電壓的一致性，而采用本專利技術(shù)產(chǎn)品做電極活性物質(zhì)時(shí)基本上不存在游離鉛，從而保證了極板的均一性。(3)在傳統(tǒng)的鉛酸電池生產(chǎn)過程中固化時(shí)間長，采用本專利技術(shù)產(chǎn)品可以省略固化過程中正極板中游離鉛的氧化與堿式硫酸鉛的再結(jié)晶等步驟，大大縮短了固化過程的時(shí)間，進(jìn)而使生產(chǎn)電池的周期縮短，節(jié)約了漫長固化過程所消耗的電能、人力和設(shè)備折舊等，降低了生產(chǎn)成本；同時(shí)由于石墨烯的高導(dǎo)電性,可以大大縮短電池化成的時(shí)間,提高生產(chǎn)效率。(4)本專利技術(shù)產(chǎn)品使用低濃度的硫酸，從而避免產(chǎn)生了大量的熱量，減輕了對設(shè)備的腐蝕，節(jié)省了和膏時(shí)間。(5)本專利技術(shù)產(chǎn)品用于制造12V20Ah的電動自行車用閥控式密封鉛酸蓄電池進(jìn)行性能測試，IOA的放電時(shí)間在135分鐘，100% DOD循環(huán)壽命達(dá)到了 500次，其余各項(xiàng)性能指標(biāo)均滿足GB/T22199 — 2008《電動助力車用密封鉛酸蓄電池》中的規(guī)定。【具體實(shí)施方式】下面結(jié)合具體的實(shí)施例，進(jìn)一步詳細(xì)描述本專利技術(shù)。實(shí)施例1 將占總量為73.9%的鉛粉、占總量為0.1%的石墨烯、占總量為8%的過氧化鈉粉末在容器中混合攪拌3-5分鐘；加入占總量為5%的聚四氟乙烯乳液攪拌5-8分鐘；加入占總量為5%的去離子水，攪拌8-10分鐘；加入占總量為8%的硫酸攪拌10-15分鐘即得鉛酸動力電池用正極活性物質(zhì)；鉛酸動力電池用正極活性物質(zhì)的使用方法是:將鉛酸動力電池用正極活性物質(zhì)均勻的涂抹在板柵上，然后將涂抹鉛酸動力電池用正極活性物質(zhì)的板柵送入烘房中，在70-80°C的溫度下干燥2?4小時(shí)即可。實(shí)施例2 將占總量為78.9%的鉛粉、占總量為0.1%的石墨烯、占總量為5.5%的過氧化鈉粉末在容器中混合攪拌3-5分鐘；加入占總量為2.5%的聚四氟乙烯乳液攪拌5-8分鐘；加入占總量為5%的去離子水，攪拌8-10分鐘；加入占總量為8%的硫酸攪拌10-15分鐘即得鉛酸動力電池用正極活性物質(zhì)；鉛酸動力電池用正極活性物質(zhì)的使用方法是:將鉛酸動力電池用正極活性物質(zhì)均勻的涂抹在板柵上，然后將涂抹鉛酸動力電池用正極活性物質(zhì)的板柵送入烘房中，在70-80°C的溫度下干燥2?4小時(shí)即可。實(shí)施例3 將占總量為80.4%的鉛粉、占總量為0.1%的石墨烯、占總量為5.5%的過氧化鈉粉末在容器中混合攪拌3-5分鐘；加入占總量為1%的聚四氟乙烯乳液攪拌5-8分鐘；加入占總量為5%的去離子水，攪拌8-10分鐘；加入占總量為8%的硫酸攪拌10-15分鐘即得鉛酸動力電池用正極活性物質(zhì)；鉛酸動力電池用正極活性物質(zhì)的使用方法是:將鉛酸動力電池用正極活性物質(zhì)均勻的涂抹在板柵上，然后將涂抹鉛酸動力電池用正極活性物質(zhì)的板柵送入烘房中，在70-80°C的溫度下干燥2?4小時(shí)即可。實(shí)施例4 將占總量為79.5%的鉛粉、占總本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種鉛酸動力電池用正極活性物質(zhì)，使用的原料按重量百分比計(jì)算：包括鉛粉70～85%、去離子水1～5%、硫酸5～8%,其特征是：還包括石墨烯0.1～5%、過氧化鈉3～8%、聚四氟乙烯乳液1～5%。
【技術(shù)特征摘要】
1.一種鉛酸動力電池用正極活性物質(zhì)，使用的原料按重量百分比計(jì)算:包括鉛粉70?85%、去離子水I?5%、硫酸5?8%，其特征是:還包括石墨烯0.1?5%、過氧化鈉3?8%、聚四氟乙烯乳液I?5%。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鉛酸動力電池用正極活性物質(zhì)，其的特征是:所述的硫酸的比重為1.1克/立方厘米。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鉛酸動力電池用正極活性物質(zhì)，其的特征是:所述的石墨烯的比表面積在200平方米/克以上，電導(dǎo)率在1500西門子/米以上。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鉛酸動力電池用正極活性物質(zhì)，其的特征是:所述的過氧化鈉為分析純。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鉛酸動力電池用正極活性物質(zhì)，其的特征是:所述的聚四氟乙烯乳液的濃度為60%。6.一種鉛酸動力電池用正極活性物質(zhì)的制備方法，其特征是由以下步驟構(gòu)成: (1)先將占總重量70?85%...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：閆智剛，孫修平，甄鳳啟，晁成江，李漢成，
申請(專利權(quán))人：江蘇科能電源有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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