一種富液起停鉛酸蓄電池負極活性物質及其制備方法
【專利說明】
[0001]
技術領域
[0002] 本發明涉及富液起停鉛酸蓄電池領域，具體涉及一種富液起停鉛酸蓄電池用負極 活性物質及其制備方法。
【背景技術】
[0003] -般，在富液式鉛酸蓄電池中，正、負極活性材料被涂覆在正、負電極板柵上，形成 正、負極板。正、負極活性材料漿料通常包含氧化鉛。電解質通常包含酸的水溶液，比較常用 的是硫酸的水溶液。在蓄電池放電過程中，正、負極活性材料與電解質中的硫酸發生反應， 形成硫酸鉛。硫酸通過與正、負極活性材料的反應，消耗了電解質中的一部分硫酸。然而， 在蓄電池充電后，硫酸返回到電解質中。這使富液式鉛酸蓄電池成為用途廣泛的電源，廣泛 用于啟動車輛。
[0004] 目前，汽車制造企業為了減少車輛的二氧化碳排放，開始為其產品配備智能起停 系統。頻繁的起動導致普通富液鉛酸蓄電池充電不足加速極板硫酸鹽化，使電池性能逐漸 下降，電池的充電接受能力差，最終提前失效。文獻CN104577058A公開了一種鉛炭電池負 極活性物質制備方法，包含以下質量百分比的組分：鉛粉75%~82%，碳材料0. 2%~1%，硫 酸鋇1%~2%，木素0. 05%~0. 12%，腐植酸0. 1%~0. 35%，短纖維0. 1%~0. 3%，純水10%~ 15%，硫酸（1. 3~I. 4g/cm3) 4%~7% ;通過各成分的優化配比和控制各階段干混、濕混、酸 混時間，進而達到生產質量良好(碳材料分散性好)、過程可控且滿足電池性能要求的鉛炭 電池負極鉛膏。這種鉛膏可以顯著提高電池大電流充放電接受能力和部分荷電狀態下的循 環性能，抑制電極表面的硫酸鹽化，使電池兼具高容量和長循環壽命。文獻CN103700822A 公開了一種超級電容鉛酸電池負極，包括板柵和附著在板柵上活性物質，包括以下質量份 的物質：鉛76~92份、活性炭8~24份、短纖維0. 076~0. 092份、乙炔黑0. 288~0. 276 份、硬脂酸鈉〇. 342~0. 414份、木質素0. 114~0. 138份、硫酸102~124份、N-甲基吡咯 烷酮65~80份和粘結劑0. 8~9. 6份。該文獻還公開了上述鉛酸電池負極的制備方法， 以及含有該負極的鉛酸電池。訪文獻通過在鉛酸電池負極中提高活性炭的比例，減少鉛的 用量，來提升負極的充放電接收能力，以此提高鉛酸電池的容量和鉛板利用率，并大幅度降 低產品的材料成本。但富液起停鉛酸蓄電池要求有更長的循環壽命以及充電接受能力，上 述文獻所述的負極活性物質難以滿足實際需要。
[0005] 本發明提供一種有效的解決上述缺陷的負極活性物質及其制備方法，改善蓄電池 的充電接受能力，彌補充電不足，延長電池的使用壽命。

【發明內容】

[0006] 本發明的目的在于解決上述現有技術中存在的缺陷，提供一種可改善蓄電池的充 電接受能力，彌補充電不足，延長電池的使用壽命的富液起停鉛酸蓄電池用負極活性物質 及其制備方法。
[0007] 本發明是通過以下方式實現的：一種富液起停鉛酸蓄電池用負極活性物質包含： 木素磺酸鈉、PBX-N型碳黑、腐殖酸、硫酸鋇、纖維、硫酸鉀和納米二氧化硅。
[0008] 每100質量份鉛粉中包含所述負極活性物質中各組分的質量份數為： 木素磺酸鈉 0. 05~0. 8份， PBX-N 型碳黑 0· 1~1· 5 份， 腐殖酸 0. 1~0. 6份， 硫酸鋇 0. 2~0. 8份， 纖維 0. 02~0. 08 份， 硫酸鉀 0. 1-0. 4份， 納米二氧化娃 0. 05-0. 1份。
[0009] 優選地，所述PBX-N型碳黑的比表面積為1200-1800g/m2。 優選地，所述纖維為尼龍、腈綸和滌綸中的至少一種，纖維的長度為2-4_。
[0010] 硫酸鉀和納米二氧化硅的添加，不但增強了負極活性物質之間的導電能力，提高 鉛酸電池的充電接受能力和壽命，同時采用本發明的負極活性物質所制備的鉛酸蓄電池具 有良好的循環穩定性，硫酸鉀和納米二氧化硅的比例對活性物質的性能影響較大，且二者 的質量比為2-4 :1時，活性物質的性能最佳。
[0011] -種富液起停鉛酸蓄電池用負極活性物質的制備方法，包括以下步驟： (1) 將木素磺酸鈉溶于乙酸鈉的水溶液中，加入PBX-N型炭黑進行分散，得到混合物I ; (2) 將腐殖酸、硫酸鋇和纖維干混，加至混合物I中，攪拌均勻，得混合物II ; (3) 將鉛粉加入混合物II，混合攪拌5-8min，得混合物III ; (4) 向混合物III中加入適量的水并攪拌均勻得混合物IV ; (5) 將硫酸鉀和納米二氧化硅加入到硫酸中，超聲波混合均勻，加至混合物IV中，混合 攪拌均勻后出膏。
[0012] 優選地，所述步驟（1)中的乙酸鈉的含量為5-10%。
[0013] 優選地，所述步驟（1)中加入PBX-N型炭黑進行分散，是采用超聲波進行分散，超 聲波處理時間為5-8min。
[0014] 優選地，所述混合物I中的炭黑的含量為15-20%。
[0015] 優選地，所述步驟（5)中超聲波混合時間為3_5min。
[0016] 本發明的有益效果是：本發明的富液起停鉛酸蓄電池用負極活性物質及其制備方 法提高了活性物質之間的導電能力，增強了鉛酸蓄電池的充電接受能力，延長了電池的使 用壽命。電池的充電接受能力提高了 5%~10%，電池壽命提高了 10%~15%。
[0017]
【具體實施方式】
[0018] 實施例1 一種富液起停鉛酸蓄電池用負極活性物質包含：木素磺酸鈉、PBX-N型碳黑、腐殖酸、 硫酸鋇、纖維、硫酸鉀和納米二氧化硅； 每100質量份鉛粉中包含所述負極活性物質中各組分的質量份數為： 木素磺酸鈉 0. 35份， PBX-N型碳黑 0. 8份， 腐殖酸 〇. 4份， 硫酸鋇 〇. 5份， 纖維 0. 06份， 硫酸鉀 〇. 2份， 納米二氧化娃 0. 07份； 其中，PBX-N型碳黑的比表面積為1200-1800g/m2;纖維為尼龍，其長度為2-4mm ; 一種富液起停鉛酸蓄電池用負極活性物質的制備方法，包括以下步驟： (1) 將木素磺酸鈉溶于乙酸鈉的水溶液中，加入PBX-N型炭黑進行分散，得到混合物I ; (2) 將腐殖酸、硫酸鋇和纖維干混，加至混合物I中，攪拌均勻，得混合物II ; (3) 將鉛粉加入混合物II，混合攪拌5-8min，得混合物III ; (4) 向混合物III中加入適量的水并攪拌均勻得混合物IV ; (5) 將硫酸鉀和納米二氧化硅加入到硫酸中，超聲波混合均勻，加至混合物IV中，混合 攪拌均勻后出膏； 其中，步驟（1)中的乙酸鈉的含量為7% ;步驟（1)中加入PBX-N型炭黑進行分是采用超 聲波進行分散，超聲波處理時間為5-8min ;混合物I中的炭黑的含量為16% ;步驟（5)中超 聲波混合時間為3-5min。
[0019] 實施例2 一種富液起停鉛酸蓄電池用負極活性物質包含：木素磺酸鈉、PBX-N型碳黑、腐殖酸、 硫酸鋇、纖維、硫酸鉀和納米二氧化硅； 每100質量份鉛粉中包含所述負極活性物質中各組分的質量份數為： 木素磺酸鈉 0. 05份， PBX-N型碳黑 0. 1份， 腐殖酸 〇. 1份， 硫酸鋇 〇. 2份， 纖維 0. 02份， 硫酸鉀 〇. 1份， 納米二氧化娃 0. 05份； 其中，PBX-N型碳黑的比表面積為1200-1800g/m2;纖維為腈綸，纖維的長度為2-4mm ; 一種富液起停鉛酸蓄電池用負極活性物質的制備方法，包括以下步驟： (1) 將木素磺酸鈉溶于乙酸鈉的水溶液中，加入PBX-N型炭黑進行分散，得到混合物I ; (2) 將腐殖酸、硫酸鋇和纖維干混，加至混合物I中，攪拌均勻，得混合物II ; (3) 將鉛粉加入混合物II，混合攪拌5-8min，得混合物III ; (4) 向混合物III中加入適量的水并攪拌均勻得混合物IV ; (5) 將硫酸鉀和納米二氧化硅加入到硫酸中，超聲波混合均勻，加至混合物IV中，混合 攪拌均勻后出膏； 其中，步驟（1)中的乙酸鈉的含量為5% ;步驟（1)中加入PBX-N型炭黑進行分是采用超 聲波進行分散，超聲波處理時間為5-8min ;混合物I中的炭黑的含量為10% ;步驟（5)中超 聲波混合時間為3-5min。
[0020] 實施例3 一種富液起停鉛酸蓄電池用負極活性物質包含：木素磺酸鈉、PBX-N型碳黑、腐殖酸、 硫酸鋇、纖維、硫酸鉀和納米二氧化硅； 每100質量份鉛粉中包含所述負極活