一种铅蓄电池极板的制备方法、铅蓄电池极板

文献发布时间：2023-06-19 10:54:12

技术领域

本发明涉及铅蓄电池的生产技术领域，具体涉及一种铅蓄电池极板的制备方法、铅蓄电池极板。

背景技术

铅蓄电池至今已有150余年的历史，且应用的领域非常广泛。近些年，电动车凭其较好的代步性能、较低的存放场地要求和出色的价格优势在我国迅猛发展，得益于此，蓄电池产业也得到了迅速的发展。

铅蓄电池铅膏的配方和制作工艺直接影响着极板中物质的孔隙结构，而物质孔隙结构直接影响着电池的综合性能。铅蓄电池的三电极均为多孔材料，电解液贮存于各电极的孔隙中，电池在放电时，物质孔隙中的电解液先被消耗，然后隔板中吸附的电解液再进行补给。隔板中吸附的电解液一般先向孔径小、比表面积大的物质补给，一般来说，正极物质的孔径集中在0.8～1.5微米，负极物质的孔径集中在3～5微米，AGM隔板的平均孔径在6～8微米(压缩后在3～4微米)，可以发现，负极孔径明显大于正极，其争酸能力则不及正极。在低倍率常温条件下放电时，电解液的供给速度能够满足正负极的放电需求，一般是正极限制了放电容量。而在高倍率或低温条件下放电时，正、负极放电对电解液的需求更为迫切，正极的争酸能力明显要强于负极的争酸能力，负极限制了铅蓄电池的放电容量，尤其在低温条件下，电解液在低温条件下的扩散能力变差，负极的争酸能力更弱，导致铅蓄电池的低温问题更加突出。

专利文献CN105470472A涉及铅酸蓄电池领域，公开了一种铅蓄电池极板的淋酸方法，过程如下：将涂板后的铅酸蓄电池极板放于输送带上，淋酸通过淋酸管过量淋于压酸辊表面，当所述极板输送至压酸辊下时，压酸辊对极板进行滚压，淋酸液吸附于极板表面；其中，所述输送带的输送速度为120-140片/分钟，铅酸蓄电池正极板的淋酸密度为1.07-1.20g/cm

专利文献CN105280888B公开了一种二氧化硅胶体极板、制备方法及其应用，将生极板的正反两面喷淋、涂布二氧化硅胶体水溶液，静置，得到湿极板；所述的二氧化硅胶体水溶液的二氧化硅胶体浓度为0.2～0.5wt％；再将所述湿极板经过控温干燥后，得到二氧化硅胶体极板。该方法提高了极板表面的二氧化硅胶体的一致性，降低了酸液分层的现象，极板氧复合的效率，电池失水量减少，提高了电池使用效率。

技术方案CN105470472A公开的一种铅蓄电池极板的淋酸方法，通过改善极板制备过程中的淋酸工序，增强铅酸蓄电池极板表面的强度，降低极板报废率和粉尘脱落现象。技术方案CN105280888B公开的一种二氧化硅胶体极板、制备方法及其应用，通过对极板制备工艺进行改进，提高了极板表面的二氧化硅胶体的一致性，电池失水量减少，提高了电池使用寿命。但是上述两个方案均是将二氧化硅液体喷涂到极板表面，专利文献CN105470472A是将二氧化硅与硫酸制成的胶体溶液喷淋附着在极板表面。专利文献CN105280888B是将二氧化硅水溶液均匀喷淋、涂布在极板表面。这两种技术方案由于二氧化硅溶液的用量限制，难以深入浸润极板内部，均无法改变极板物质的内部孔隙结构，没有解决极板中物质的争酸能力问题，也没有解决电池的耐低温性能。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的不足，提供了一种铅蓄电池极板的制备方法，在不改变现有极板铅膏配方的前提下，提升了极板中物质的表观面积，大幅度增强了极板中物质的争酸能力，从而有效提升了铅蓄电池的大电流放电能力及低温放电性能。

一种铅蓄电池极板的制备方法，极板包括板栅和涂覆在板栅上的铅膏，所述制备方法包括以下步骤：

(1)制备湿铅膏并涂板；

(2)涂板后所得极板进行淋酸或覆纸；

(3)淋酸或覆纸后的极板进行表面干燥；

(4)表面干燥后的极板进行固化干燥制备获得所述铅蓄电池极板，

在上述步骤(2)淋酸或覆纸后、步骤(3)表面干燥前对极板进行浸泡硅溶胶液体处理，或者步骤(3)表面干燥后进行浸泡硅溶胶液体处理再经二次表面干燥，也或者在步骤(4)固化干燥后对极板进行浸泡硅溶胶液体处理后再经干燥得到极板。

现有的极板生产有浇铸和连冲两种模式，浇铸板栅在涂板后需要经淋酸，而连冲板栅在连冲栅带上涂板后不需要淋酸，而是覆纸，不影响浸泡硅溶胶液体的处理效果，本发明的实施例仅用浇铸板栅进行呈现。

淋酸后极板物质的含水量一般在10％左右，表面干燥后极板物质的含水量一般在9.5％，固化干燥后极板物质的含水量一般在0.5％以下。极板中物质的含水量会影响浸泡硅溶胶液体的吸收程度或含量，在淋酸或表面干燥后进行浸泡硅溶胶溶液更为便捷，但是此时极板吸收硅溶胶液体的量相对要少。在固化干燥后再将极板浸泡硅溶胶液体，在相同的浸泡时间内，极板吸收的硅溶胶液体的量更多。为使极板中的物质快速的吸收硅溶胶液体，可在流转工序设置微负压等方式进行硅溶胶的补充与循环。

硅溶胶液体是纳米二氧化硅分散在水中获得的分散液，固体含量为5％～30％。硅溶胶液体中，纳米二氧化硅的粒径为1.0～15nm，比表面积为600～1200㎡/g。

极板在硅溶胶液体中浸泡的时间为5～60秒。

不论是硅溶胶液体还是用气相二氧化硅分散于水中的分散液，与稀硫酸接触即会发生交代反应，很短时间内就会形成胶体，其胶体颗粒远大于极板孔径，就比如CN105470472A方案，其中的二氧化硅固体仅仅是附着在极板表面。而本发明方案是在淋酸后再进行浸泡硅溶胶液体，淋酸时，稀硫酸的硫酸根与极板表面物质发生硫酸盐化反应而被消耗，在极板表面生成一层很薄的硫酸铅层，此时再将极板浸泡硅溶胶液体，不会发生胶体交代反应，硅溶胶液体可自由进入极板物质中。

专利文献CN105280888B是将含量为0.2～0.5wt％二氧化硅水溶液均匀喷淋、涂布在极板表面，二氧化硅水溶液无法有效的向极板物质内部扩散，一是受限于没有充足的水溶液，二是受限于二氧化硅颗粒粒度，因此无法改变极板物质内部孔隙结构。本发明采用的硅溶胶液体中含有的纳米二氧化硅颗粒很细，可自由浸入极板的物质中，经表面干燥和固化干燥后，纳米二氧化硅颗粒均匀的分布在极板的物质中，增大了极板的物质的表观面积，并细化了极板表面的孔隙结构。

与以往的技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明将极板在硅溶胶液体中浸渍后，使得硅溶胶液体中的纳米二氧化硅颗粒被极板中的物质充分吸收，经表面干燥和固化干燥后，极板中的物质中均匀分布颗粒小、比表面积大的纳米二氧化硅颗粒，细化了极板中物质的孔隙结构，有效提升了极板中物质的表观面积，大幅度增强了物质的争酸能力，从而提升了铅蓄电池的大电流放电能力及低温放电能力。

具体实施方式

实施例1

以重量份计，将0.05份Sb

取型号为6-DZF-20浇铸板栅400片，涂膏后经密度1.1g/cm

表面干燥后先在温度55℃、相对湿度95％RH环境下固化36h，然后再在75℃的条件下干燥24h后，得到正生极板，正生极板的水含量≤0.5％。

实施例2

以重量份计，将0.1份炭黑、木素0.15份、0.15份腐殖酸、0.75份硫酸钡和0.1份聚酯纤维与100份铅粉混合，将得到的混合物与8.0份密度为1.4g/cm