天能集团以氨基磺酸为铅酸电池添加剂的两个专利

2023-10-31 20:10:13 字數 3322 閱讀 3322

背景:

天能电池集团股份***相关研究人员发现在铅膏中使用氨基磺酸作为添加剂可以提高电池的性能。并且在负极与正极均可添加,分别于2023年5月和2023年2月申请了发明专利,其中负极中添加氨基磺酸的专利已经获得授权(2022.3.29),在正极中使用的申请专利于2023年6月公开。

专利一:《一种铅蓄电池的负极铅膏、负极板及铅蓄电池》

发明人:汤序锋 邱华良 陈勤忠 王娟 高银 田庆山 欧阳万忠。

技术特征:负极铅膏添加剂组分包括:硫酸钡0 .9~1 .0wt%、乙炔黑0 .3~0 .4wt%、木素0 .05~0 .08wt%、腐植酸0 .5~0 .8wt%、短纤维0 .07~0 .08wt%、纳米硅溶胶0 .03~0 .05wt%和氨基磺酸0 .55~0.7wt%。

和膏工艺上是先将乙炔黑、木素、腐植酸在水中混匀,然后加入配制好的纳米硅溶胶分散液,得预混液;其它添加剂(硫酸钡、氨基磺酸、短纤维)与铅粉干混,再加入预混液和硫酸溶液湿混,得负极铅膏。

该配方和工艺能够提高铅蓄电池的使用寿命。

研究者认为,该负极铅膏中加入的氨基磺酸可以增加负极铅膏中硫酸根的含量,防止铅蓄电池出现硫酸盐化现象,预防枝晶的生成;负极铅膏中加入的乙炔黑可以降低活性物质间的接触电阻。氨基磺酸和乙炔黑协同作用有利于提高铅蓄电池的使用寿命。该和膏工艺能够使不同的添加剂在铅膏中分布的更加均匀。

测试数据:制作负极板,并组装成12v/7ah的铅蓄电池测试。

负极板的性能测试结果表明(表1),新配方搭配新工艺制备的负极板,铅膏与板栅结合能力,以及电池的一致性得到提高。

表1. 负极板的性能。

电池的内阻测试结果表明(表2),新配方搭配新工艺制备的铅蓄电池的内阻更低。

表2. 铅蓄电池的内阻。

电池循环性能测试结果表明(图1、图2),电池性能得到明显提高。

图1. 实施例铅蓄电池的的循环曲线。

图2. 对比例铅蓄电池的的循环曲线。

从图3可以看出负极板表面的pbso4颗粒表面比较光滑、大小均一且比表面积较大。从图4可以看出负极板表面的pbso4颗粒表面相对光滑、大小均一且比表面积较大,未出现硫酸盐化的现象。

图3. 实施例铅蓄电池负极板的sem图。

图4. 实施例铅蓄电池静置1个月后负极板的sem图。

疑问:本专利说明书中的对比例电池和膏工艺没有分段加硫酸,而是一次性加入。加酸速度可能对极板性能带来较大影响。

专利二:《一种铅蓄电池的正极铅膏、 正极板及蓄电池》

发明人:孔鹤鹏 丁伯芬 王卫东 郭志刚 李雪辉 胡燕 汤序锋 何婷 凌云英 闫鑫金。

技术特征:在正极配方铅粉中添加复合稳定剂氨基磺酸粉做为特殊的添加剂,相对铅粉重量添加量为0.02~0.04%。复合稳定剂氨基磺酸粉包括氨基磺酸粉、碳气凝胶(质量比为1∶0.2~0.5),其具有导电性高、结合力强、低膨胀率、耐高温,对电池后期电池防止活性物质提前泥化分解,以及活性物质脱落有一定的遏制作用。因此可有效抑制电池容量衰减快的问题,提高电池正极充放电放能力。

复合稳定剂氨基磺酸粉的制备方法:将氨基磺酸晶粒加入纯水中制备氨基磺酸溶液;再将氨基磺酸溶液进行喷雾,重结晶制得氨基磺酸粉;将制得的氨基磺酸颗粒粉和预处理(5℃ 冷藏8h,湿度30%rh)后的碳气凝胶混合,即制得复合稳定剂氨基磺酸粉。

该发明的正极铅膏中还含有短纤维、胶体石墨、三氧化二锑、 硫酸亚锡等普通添加剂。

测试数据:制作铅蓄电池型号6‑dzf‑35进行测试。

四次放电容量和大电流放电性能测试结果表明(表3、表4),本发明配方配制的铅蓄电池容量提高约4.0%,大电流放电能力提升12%。

表3. 实施例电池性能测试。

表4. 对比例电池性能测试。

循环寿命次数检测结果显示(图5和图6),实施例比对比例电池的循环寿命周期延长约98次,提高了28%。

图5. 实施例3—5电池循环寿命测试图。

图6. 对比例1—3电池循环寿命测试图。

极板的sem图(图7)表明,经过高温高湿固化后的pbo2晶粒结构紧密,有利于板栅与正极活性物质的结合;化成后正极熟极板表面生成一层致密保护层硫酸铅pbso4,可以降低活性物质后期的膨胀酥松;化成后正极熟极板内层富有均匀分布的活性物质晶体结构,能够提高电池正极放电稳定性。

图7. 实施例配方铅膏固化后生极板、化成后熟极板表面、内层的sem图。

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