專利名稱：一種用于制造鉛酸蓄電池極板的組合物的制作方法
技術領域：
本發明涉及鉛酸蓄電池，具體涉及一種用于鉛酸蓄電池極板的組合物以及鉛酸蓄 電池極板的制備方法。
背景技術：
鉛酸蓄電池是電池電動車、混合電動車和燃料電池電動車的主要動力源。鉛酸蓄 電池的極板是影響蓄電池蓄電性能的主要因素。制備鉛酸蓄電池的極板通常按照如下步 驟首先，使用鉛粉為主要原料，與水、稀硫酸等原料混合在一起后，將其調制成一種膏狀活 性物質，通常稱為鉛膏。然后，將鉛膏填充在作為正極板的柵體內或者涂覆在作為負極板的 鉛合金表面，經過熟化、干燥工藝的處理后，制造成一種非化成板，然后將所述非化成板進 行化成處理，形成蓄電池的正極板或負極板。在制造鉛膏的過程中，為了改善蓄電池的各種性能，例如改善極板的化成性能，通 常使用添加劑，常用的添加劑有錫類氧化物、羥甲基纖維素、二氧化硅、硅膠、吸水性樹脂、 硫酸鋁、空心玻璃珠、各向異性石墨。例如，中國專利文獻CN1529370A公開了一種鉛酸蓄電 池活性物質添加劑，其是由二乙烯基苯交聯的聚苯乙烯磺酸制成的有機高分子微粒，該添 加劑是一種高吸濕率、吸酸性的多孔微粒，其分子官能團可以釋放礦離子，同時又能加速電 子傳遞速度，有利于提高電池容量。又如，中國專利文獻CN1738079A公開了一種將含有含 鉛物的膏狀活性物充填于柵體內而用于鉛酸蓄電池正極板的制造方法，在該方法中，使用 錫類化合物作為添加劑，用于提高極板的充電和放電的循環特性。雖然上述現有技術中已 經公開了多種用于蓄電池極板的添加劑，并且提高了蓄電池的性能，但是上述現有技術中 都需要制備專門的添加劑，因此會增加蓄電池的生產成本。在構成鉛酸蓄電池的零部件中，除了極板以外，隔板也是非常重要的部件，其作用 是將電池的陰極和陽極隔開，以阻止兩電極間發生短路，同時允許電解質或離子通過。現 有電池的隔板可以由天然或合成材料的多孔薄片制成，其中常用的電池隔板材料是玻璃纖 維。例如，使用玻璃纖維制備復合隔板時采用如下方法，即先將玻璃棉與玻璃氈復合，制造 成連續的復合隔板，然后根據需要切割成預定長度和寬度的隔板，這樣就產生比較多的邊 角廢料。通常，現有處理玻璃纖維邊角廢料的方法是按照如下方法，即先將邊角廢料加水清 洗，曬干后，在坩堝中加熱至110(TC 130(TC將玻璃纖維熔化，再制造成各種玻璃纖維制 品。在上述處理玻璃纖維的方法中，熔化玻璃時需要準備特定的坩堝，而且上述過程耗電 大，因此成本高，而且在熔煉的過程中容易造成對環境的污染。
發明內容
本發明要解決的問題在于提供一種用于制造鉛酸蓄電池極板的組合物，可以充分 回收利用制備蓄電池隔板的玻璃纖維廢料。本發明還提供一種鉛酸蓄電池極板的制備方 法，通過該方法不但可以回收利用制備蓄電池隔板的玻璃纖維廢料，而且可以得到性能良 好的蓄電池極板。
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為了解決以上技術問題，本發明提供一種用于鉛酸蓄電池極板的組合物，以重量 百分比計，包括鉛粉85% 95%;纖維粉添加劑5% 15% ；所述纖維粉添加劑以重量百分計包括4% 10%的玻璃纖維粉；80 % 90 %的廢蓄電池極板鉛膏粉。優選的，所述纖維粉添加劑以重量百分比計，包括4. 5 % 7 %的玻璃纖維粉；93 % 95. 5 %的廢蓄電池極板鉛膏粉。優選的，所述組合物以重量百分比計，包括7. 5% 12. 5%的纖維粉添加劑；87. 5% 92. 5%的鉛粉。優選的，所述組合物以重量百分比計，包括10 %的纖維粉添加劑和90 %的鉛粉。優選的，所述纖維粉添加劑以重量百分比計，包括5%的玻璃纖維粉和95%的廢蓄電池極板鉛膏粉。本發明還提供一種鉛酸蓄電池極板的制備方法，包括將鉛粉和纖維添加劑混合得到混合物，所述鉛粉與纖維素添加劑的重量百分比為 85% 95% 5% 15%，所述纖維粉添加劑以重量百分計包括4% 10%的玻璃纖維粉 和80% 90%的廢蓄電池極板鉛膏粉；將所述混合物與水和硫酸一起攪拌得到漿狀物；將所述漿狀物涂敷在基板上，然后經過熟化、干燥、化成處理得到蓄電池極板。優選的，所述鉛粉與纖維粉添加劑的重量百分比為87. 5% 92. 5% 7. 5% 12. 5%。優選的，所述纖維粉添加劑以重量百分比計包括4. 5% 7%的玻璃纖維粉和 93% 95. 5%的蓄電池極板鉛膏粉。本發明還提供一種根據以上技術方案所述的制備方法得到的鉛酸蓄電池極板。本發明還提供一種鉛酸蓄電池，包括上述技術方案所述的鉛酸蓄電池極板。本發明提供一種用于制造鉛酸蓄電池極板的組合物，在組合物中，本發明使用玻 璃纖維和廢蓄電池極板鉛膏作為纖維粉添加劑與鉛粉組成組合物，使用該組合物制備的蓄 電池極板具有很好的性能。玻璃纖維的主要成分為Si02，此外還含有各種金屬和非金屬氧 化物，如K、Na、Mg、A1、Zn、B等元素的化合物。由于含有Si02，將該組合物制成極板組裝成 蓄電池后，Si02在極板表面形成硅酸凝膠，極板中的微細玻璃纖維和硅酸凝膠提高極板活 性物質的結點粘結力，從而提高整個極板的強度，即提高極板的硬挺性。另外，玻璃纖維中 的其它元素形成的金屬和非金屬氧化物在稀硫酸電解液中反應生成鹽，增加了 PbS04的溶 解度，可以提高蓄電池的充電接受能力，延長了電池的使用壽命。
具體實施例方式為了進一步了解本發明，以下結合具體實施方式
對本發明優選實施方案進行描 述，但是應當理解，這些描述只是為進一步說明本發明的特征和優點，而不是對本發明權利 要求的限制。本發明提供的一種制造鉛酸蓄電池極板的組合物，以重量百分比計，包括鉛粉85% 95%;纖維粉添加劑5% 15% ；所述纖維粉添加劑以重量百分計包括4% 10%的玻璃纖維粉；80% 90%的廢蓄電池極板鉛膏粉。按照本發明，對于所述鉛粉，本發明并無特別限制，指本領域技術人員熟知的用于 制造蓄電池極板的鉛粉。對于所述纖維添加劑，其成分包括玻璃纖維粉和廢蓄電池極板鉛 膏粉，所述玻璃纖維粉和廢蓄電池極板鉛膏粉按照重量百分比計為4% 10% 80% 90%，更優選為4. 5% 7% 93% 95. 5%，更優選為5% 95%。按照本發明，對于所 述玻璃纖維粉(glass fiber)，本發明亦無特別的限制，可以使用本領域技術人員熟知玻璃 纖維粉碎得到，所述玻璃纖維可以為本領域技術人員熟知的例如氧化鈉含量為0 2wt% 的無堿玻璃纖維、氧化鈉含量為8wt% 12襯％的中堿玻璃纖維、或者氧化鈉含量大于 13wt %的高堿玻璃纖維，但不限于此，優選使用中堿玻璃纖維或高堿玻璃纖維。按照本發明，所述玻璃纖維粉優選使用制造蓄電池隔板時的玻璃纖維邊角廢料， 使用時，可以將玻璃纖維邊角廢料破碎成玻璃纖維粉，玻璃纖維粉的粒度可以為20 ym 800 ii m，優選為100 u m ~ 600 u m,更優選為200 ii m 500 u m,更優選為200 ii m 300 ym。按照本發明，所述組合物中的鉛粉和纖維添加劑的重量比更優選為87. 5% 92. 5% 7. 5% 12. 5%，更優選為 90% 10%。按照本發明，所述纖維粉添加劑中還含有蓄電池極板鉛膏粉，所述蓄電池極板鉛 膏粉的粒度可以為20 ii m 800 ii m,優選為100 ii m 600 u m,更優選為200 ii m 500 u m, 更優選為ZOOiim-SOOiim。蓄電池鉛膏粉優選使用廢蓄電池回收的鉛膏粉碎得到。本發明提供的一個制備鉛酸蓄電池極板的制備方法，包括將鉛粉和纖維添加劑混合 得到混合物，所述鉛粉與纖維素添加劑的重量百分比為85% 95% 5% 15%，所述纖維粉 添加劑以重量百分計包括 10%的玻璃纖維粉和80% 90%的蓄電池極板鉛膏粉；將所述混合物與水和硫酸一起攪拌得到漿狀物；將所述漿狀物涂敷在基板上，然后經過熟化、干燥、化成處理得到蓄電池極板。對于所述組合物中的鉛粉、纖維添加劑、玻璃纖維、鉛膏的優選實施方式的表述均 適用于所述制備方法中的鉛粉、纖維添加劑、玻璃纖維粉、鉛膏粉的實施方式，對此本發明 不再贅述。按照本發明，將鉛粉和纖維添加劑的混合物與水和硫酸一起攪拌得到漿狀物時， 還可以在所述漿狀物中添加錫類氧化物、羥甲基纖維素、吸水性樹脂、硫酸鋁、空心玻璃珠、 各向異性石墨等添加劑，對此本發明并無特別的限制。所述基板可以為用于制作蓄電池正 極板的板柵、制作負極板的鉛合金，對此本發明并無特別的限制。以下以具體實施例說明本發明的技術方案，但本發明技術方案的保護范圍不受以
5下實施例的限制。以下實施例中，正極板柵成分以重量百分比計，為0.07%的Ca、1.08%的Sn、 0. 035%的六1，余量的卩13。負極為Pb合金，表面涂覆有海綿鉛作為活性物質。實施例1制備纖維粉添加劑取玻璃纖維廢料粉碎得到粒度為200 y m 300 u m玻璃纖維粉，所述玻璃纖維粉 以重量百分比計包括65 %的Si02、15 %的A1203、9 %的Na20、5 %的ZnO、3 %的MgO、3 %的
B2O3。取廢蓄電池鉛膏粉碎至得到粒度為200 ym 300 ym的鉛膏粉，所述鉛膏粉以重 量百分比計包括0.4%的各向異性石墨、0. 的丙綸纖維，10%的PbS04，余量的鉛粉，所述 廢鉛膏粉的氧化度為78%，視密度為4. 3g/cm3。取所述纖維粉5重量份和廢蓄電池鉛膏粉95重量份混合作為纖維粉添加劑待用。實施例2取900kg鉛粉、100kg實施例1制備的纖維粉添加劑混合，加入100kg水和120kg 密度為1. 28g/cm3的稀硫酸攪拌得到視密度為4. 2g/cm3的漿狀物，即鉛膏；將鉛膏分別涂抹在鉛合金正極板柵上，熟化、干燥、化成處理制成正極板；將所正極板和負極板組裝成蓄電池，將該蓄電池化成激活；測量蓄電池的循環壽命，測試標準為GB5008，結果列于表1。實施例3取950kg鉛粉、50kg實施例1制備的纖維粉添加劑混合，加入100kg水和120kg密 度為1. 28g/cm3的稀硫酸、500g長度為3mm 5mm的聚丙烯纖維，拌得到視密度為4. 2g/cm3 的漿狀物，即鉛膏；將鉛膏分別涂抹在鉛合金正極板柵上，熟化、干燥、化成處理制成正極板；將正極板和負極板組裝成蓄電池，將該蓄電池化成激活；測量蓄電池的循環壽命，測試標準為GB5008，結果列于表1。實施例4取850kg鉛粉、150kg實施例1制備的纖維粉添加劑混合，加入100kg水和120kg 密度為1. 28g/cm3的稀硫酸攪拌得到視密度為4. 2g/cm3的漿狀物，即鉛膏；將鉛膏分別涂抹在鉛合金正極板柵上，熟化、干燥、化成處理制成正極板；將正極板和負極板組裝成蓄電池，將該蓄電池化成激活；測量蓄電池的循環壽命，測試標準為GB5008，結果列于表1。比較例1取1000kg鉛粉，加入100kg水和120kg密度為1. 28g/cm3的稀硫酸、1200g長度為 3mm 5mm的丙綸纖維攪拌得到視密度為4. 2g/cm3的漿狀物，即鉛膏；將鉛膏分別涂抹在鉛合金正極板柵上，熟化、干燥、化成處理制成正極板；將正極板和負極板組裝成蓄電池，將該蓄電池化成激活；測量蓄電池的循環壽命，測試標準為GB5008，結果列于表1。表1蓄電池循環壽命測試結果
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從表2中可以看出，添加了 10%的纖維粉添加劑的實施例2具有最長的循環壽命， 可以達到七個單元的循環，其余添加15%、5%的結果稍差；但上述添加纖維粉添加劑的蓄 電池的循環壽命要明顯好于未添加纖維粉添加劑的比較例制備的蓄電池的循環壽命。以上對本發明所提供的用于蓄電池極板的組合物進行了詳細介紹。本文中應用了 具體個例對本發明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本 發明的方法及其核心思想。應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發 明原理的前提下，還可以對本發明進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本發明權 利要求的保護范圍內。
權利要求
一種用于制造鉛酸蓄電池極板的組合物，其特征在于，以重量百分計，包括鉛粉85％～95％；纖維粉添加劑5％～15％；所述纖維粉添加劑以重量百分計包括4％～10％的玻璃纖維粉；80％～90％的蓄電池極板鉛膏粉。
2.根據權利要求1所述的組合物，其特征在于，所述纖維粉添加劑以重量百分比計，包括4. 5% 7%的玻璃纖維粉； 93% 95. 5%的蓄電池極板鉛膏粉。
3.根據權利要求2所述的組合物，其特征在于，所述組合物以重量百分比計，包括 7. 5% 12. 5%的纖維粉添加劑；87. 5% 92. 5%的鉛粉。
4.根據權利要求3所述的組合物，其特征在于，所述組合物以重量百分比計，包括 10 %的纖維粉添加劑和90 %的鉛膏。
5.根據權利要求4所述的組合物，其特征在于，所述纖維粉添加劑以重量百分比計，包括5%的玻璃纖維粉和95%的廢蓄電池極板鉛膏粉。
6.一種鉛酸蓄電池極板的制備方法，其特征在于，包括將鉛粉和纖維添加劑混合得到混合物，所述鉛粉與纖維素添加劑的重量百分比為 85% 95% 5% 15%，所述纖維粉添加劑以重量百分計包括4% 10%的玻璃纖維和 80% 90%的廢蓄電池極板鉛膏；將所述混合物與水和硫酸一起攪拌得到漿狀物；將所述漿狀物涂敷在基板上，然后經過熟化、干燥、化成處理得到蓄電池極板。
7.根據權利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述鉛粉與纖維粉添加劑的重量百 分比為 87. 5% 92. 5% 7. 5% 12.5%。
8.根據權利要求7所述的制備方法，其特征在于，所述纖維粉添加劑以重量百分比計 包括4. 5% 7%的玻璃纖維粉和93% 95. 5%的蓄電池極板鉛膏粉。
9.根據權利要求6至8任一項所述的制備方法得到的鉛酸蓄電池極板。
10.一種鉛酸蓄電池，其特征在于，包括權利要求9所述的鉛酸蓄電池極板。
全文摘要
本發明提供用于制造鉛酸蓄電池極板的組合物，其特征在于，以重量百分計，包括鉛粉85％～95％；纖維粉添加劑5％～15％；所述纖維粉添加劑以重量百分計包括4％～10％的玻璃纖維粉；80％～90％的蓄電池極板鉛膏粉。玻璃纖維中含有SiO2，將該組合物制成極板組裝成蓄電池后，SiO2在極板表面形成硅酸凝膠，極板中的微細玻璃纖維和硅酸凝膠提高極板活性物質的結點粘結力，從而提高整個極板的強度，即提高極板的硬挺性。另外，玻璃纖維中的其它元素形成的金屬和非金屬氧化物在稀硫酸電解液中反應生成鹽，增加了PbSO4的溶解度，可以提高蓄電池的充電接受能力，延長了電池的使用壽命。
文檔編號H01M4/20GK101853940SQ201010202998
公開日2010年10月6日 申請日期2010年6月10日 優先權日2010年6月10日
發明者劉毅, 趙恒祥 申請人:趙恒祥;劉毅