电池膏添加剂和生产电池极板的方法技术

本发明专利技术公开了一种电池膏添加剂，以及制备含有四碱硫酸铅的微粉化晶种添加剂的方法。电池膏添加剂加入到电池膏中，加速了固化，改善了电池的性能。电池膏添加剂可以用于生产正极或负极电池极板，也可以和常规的混合、涂膏、固化和设备一起使用。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电池膏添加剂和生产电池极板的方法
本专利技术主要涉及电池膏和电池极板固化工艺。具体的，本专利技术公开了对铅酸电池的电池膏和电池极板的固化工艺的改进。更加具体的，本专利技术包括微粉化四碱硫酸铅晶体的电池膏添加剂，该添加剂用于促进电池膏和极板中其它的四碱硫酸铅的形成。因此，固化过程得到了加快，最终电池正极板和负极板的性能得到了改善。
技术介绍
生产铅酸电池极板的传统方法通常包括混合、固化和干燥工艺，其中电池极板中经过物理和化学变化的活性物质用于形成化学和物理结构，由此形成电池极板必要的机械强度。为了生产典型的电池极板，商业生产的电池膏中的物质按照氧化铅、絮凝物、水和硫酸的顺序加入，然后混合形成均匀的膏。在混合的过程中，膏中进行的化学反应生成了碱性硫酸铅，通常是三碱硫酸铅。最终的膏组合物为碱性硫酸铅、未反应的一氧化铅和残余的铅颗粒。涂膏是用膏混合物制备电池极板的工艺。膏分散到工业电池生产中常用的自动涂膏机中，自动涂膏机将膏涂于铅合金组成的栅格结构。膏分散到涂膏机上的料斗中，并在该处高速涂于栅格上。膏极板通常于工业中常用的隧道式干燥器中进行表面干燥，然后柱状堆积起来或放在架子上。将堆积起来的极板或放在架子上的极板放入固化室中。在这些固化室中，极板放在高湿度的氛围中，温度为70-80℃，从而使极板中的三碱硫酸铅转化为四碱硫酸铅，并使残余的铅得到氧化。最终得到的极板集中放入电池中。-->固化工艺中的两个重要的关键因素是通过将膏混合时形成的三碱硫酸铅(TRBLS)转化为四碱硫酸铅(TTBLS)以形成合适的晶体结构，以及通过氧化残余铅金属形成四方铅氧化物。通常，四碱硫酸铅中的高晶体结构可以增加电池的寿命。三碱硫酸铅转化为四碱硫酸铅的通式如下：传统电池膏组合物和固化方法中的常见问题是得到的极板的化学性能不一致，质量也不同。其它的常见问题包括产品难以重复、固化时间不确定、处理极板时需要大量的固化室，以及成本和能量消耗高。因此，需要对电池膏进行改进，在可以使用现有膏混合和固化工艺、过程和设备的情况下，可以生产重复性好、质量稳定、性能一致性的正极和/或负极电池极板，同时极板的固化时间短、需要的固化室数目少，成本和能量消耗比传统生产电池正极和/或负极极板的方法低。本专利技术克服了现有电池极板固化方法和现有电池膏的缺点和不足，提供了一种具有很大优点的技术方案。
技术实现思路
本专利技术公开了含有四碱硫酸铅微粉化晶体的电池膏添加剂，以及生成电池膏添加剂和电池极板的方法。电池膏添加剂加入到电池膏中提高和增加膏混合和固化期间四碱硫酸铅(TTBLS)的形成(formation)。电池膏添加剂可以和膏混合物、膏混合、固化工艺及设备一起使用，从而改善电池极板的生产和最终电池极板的性能。相应的，本专利技术的目的是提供一种含有微粉化的四碱硫酸铅晶体的电池膏添加剂。-->本专利技术的另一个目的是提供可以降低膏固化成电池极板的时间的电池膏添加剂。本专利技术的另一目的是提供一种可以和传统膏混合物以及传统的混合和固化工艺、设备一起使用的电池膏添加剂。本专利技术的另一目的是提供一种可以改善最终电池极板机械和物理强度的电池膏添加剂。本专利技术的另一目的是获得物理结构和质量一致的电池极板。本专利技术的另一目的是提供允许电池膏和电池极板可以循环使用的电池膏添加剂。本专利技术的另一目的是提供一种电池膏添加剂，该电池膏添加剂可以用于电池膏中，电池膏持续固化一定时间后得到电池极板。本专利技术的另一目的是提供一种用于生产正极电池极板的电池膏添加剂。本专利技术的另一目的是提供一种用于生产负极电池极板的电池膏添加剂。本专利技术的另一目的是提供可以降低与传统的固化工艺和固化室相关的固化成本和资金成本的电池膏添加剂。通过下述的说明以及权利要求书的说明，本专利技术的特点和优点是显而易见的。附图说明图1是汽车电池和工业电池中加入了电池添加剂的正极膏和负极膏混合物的组分列表。图2是第一样品的1％(占氧化铅的重量百分比)的电池膏添加剂对工业电池膏和极板固化影响的结果列表。图3是第二样品的1％(占氧化铅的重量百分比)的电池膏添加剂对工业电池膏和极板固化影响的结果列表。-->图4所示的曲线显示的是图2样品的1％(占氧化铅的重量百分比)的电池膏添加剂的影响。图5所示的曲线显示的是图3样品的1％(占氧化铅的重量百分比)的电池膏添加剂的影响。图6是第三样品的1％(占氧化铅的重量百分比)的电池膏添加剂对汽车电池膏和极板固化影响的结果列表。图7所示的曲线显示的是图6样品的1％(占氧化铅的重量百分比)的电池膏添加剂的影响。图8是不含1％(占氧化铅的重量百分比)的电池膏添加剂的对照样品对汽车电池膏和极板固化影响的结果列表。图9是第四样品的1％(占氧化铅的重量百分比)的电池膏添加剂对汽车电池膏和极板固化影响的结果列表。图10是第五样品的1％(占氧化铅的重量百分比)的电池膏添加剂对汽车电池膏和极板固化影响的结果列表。图11所示的曲线显示的是图9-10中第四和第五样品的1％(占氧化铅的重量百分比)的电池膏添加剂的影响和图8所示的对照样品的对比。图12所示的曲线显示的是1％(占氧化铅的重量百分比)的电池膏添加剂对工业电池初始容量的影响。图13是1％(占氧化铅的重量百分比)的电池膏添加剂对14个固化周期结束的膏混合物的影响的结果列表。图14是加入和不加入电池膏添加剂的汽车电池的标准工业速率测试结果列表。具体实施方式-->下面对本专利技术的具体实施例进行详细的说明。需要注意的是，此处公开的实施例仅是为了更好的说明本专利技术，而不是对本专利技术的限制。在本专利技术中，电池膏添加剂制备好后加入到电池膏中改善电池极板的处理和工艺。电池膏添加剂包括微粉化四碱硫酸铅晶种，优选尺寸约为0.5-5.0微米(优选约为1微米)的中等颗粒。这些晶种是这样生产的：在氧化铅和水中缓慢加入硫酸，氧化铅优选为HI-100一氧化铅(在高温barton反应器中生成99％或更多的正交氧化铅原材料，然后通过风筛进行颗粒分离，由于其高反应性能，从而和硫酸反应，形成主要的TTBLS晶体，得到高百分比的TTBLS)，从而形成TTBLS晶体，该晶体随后进行分离、干燥和微粉化，得到微粉化的TTBLS晶体。得到的电池膏添加剂在混合期间加入到膏中，加入的量占混合物中氧化铅总量的0.25wt％-5.00wt％，从而在固化前加速和增加三碱硫酸铅转化为四碱硫酸铅。四碱硫酸铝微粉化的小晶体作为膏混合时形成更多的TTBLS的晶种或成核位置。晶种消除了晶化作用所需的能量，加速了三碱硫酸铅向TTBLS的转化。优选的，上述四碱硫酸铅晶体的生产和微粉化过程用于生产微粉化的四碱硫酸铅晶体。微粉化工艺将单晶粉碎成较小的颗粒。得到的较小的微粉化TTBLS晶种可以作为膏中大量生成TTBLS的电池膏添加剂，下面将做出更加详细的说明。优选的，不需要使用研磨机如沙的干式研磨用于将上述混合物中得到的TTBLS晶体微粉化。可以使用料斗储藏和/或将TTBLS产品转化为微粉化。当此处使用干式微粉化工艺时，只要可以实现本专利技术的优点和特点，现有技术中生产和/或分离TTBLS细颗粒的方法可以用于生产电池膏添加剂。在本专利技术的优选实施例中，当第一批微粉化TTBLS晶体制好后，第二批微粉化TTBLS晶体的制备以同样的方式进行，除非第一批形成的微粉化TTBLS晶体作为第二批本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种加入到电池极板膏中的化学组合物，所述的化学组合物包括：氧化铅；以及硫酸。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2004-3-23 10/806,9221、一种加入到电池极板膏中的化学组合物，所述的化学组合物包括：氧化铅；以及硫酸。2、根据权利要求2所述的组合物，其中所述的氧化铅和硫酸反应形成四碱硫酸铅晶体。3、根据权利要求2所述的组合物，其中所述的TTBLS晶体是微粉化的。4、一种加入到电池极板膏中的化学组合物，所述的化学组合物包括：含有四碱硫酸铅的第一络合剂；含有氧化铅的第二络合剂；以及含有硫酸的第三络合剂。5、根据权利要求4所述的组合物，其中所述的第一络合剂、第二络合剂和第三络合剂反应形成四碱硫酸铅晶体。6、根据权利要求4所述的组合物，其中所述的氧化铅含有一氧化铅。7、根据权利要求4所述的组合物，其中所述的硫酸是稀释的。8、根据权利要求4所述的组合物，其中所述的氧化铅中正交晶型的氧化铅含量高。9、根据权利要求4所述的组合物，其中所述的TTBLS晶体是微粉化的。10、一种生产电池极板膏添加剂的方法，该方法包括如下步骤：将水和氧化铅混合；将硫酸加入到水和氧化铅的混合物中，生成TTBLS晶体。-->11、根据权利要求10所述的方法，其中进一步包括微粉化TTBLS晶体的步骤。12、一种生产电池极板膏添加剂的方法，该方法包括如下步骤：将水和氧化铅络合剂混合，生成第一物质；将第一物质和四碱硫酸铅络合剂混合，生成第二物质；将第二物质和硫酸络合剂混合，生成TTBLS晶体。13、根据权利要求12所述的方法，其中所述的硫酸是稀释的。14、根据权利要求12所述的方法，其中所述的硫酸以固定的速度缓慢加入，并伴随激烈的混合。15、根据权利要求12所述的方法，其中所述的氧化铅中正交晶型的氧化铅含量高。16、根据权利要求12所述的方法，其中进一步包括微粉化TTBLS晶体的步骤。17、根据权利要求12所述的方法，其中进一步包括如下步骤：离心TTBLS晶体；干燥TTBLS晶体；以及通过将TTBLS晶体微粉化，进而生成微粉化的TTBLS晶体。18、根据权利要求12所述的方法，其中所述的硫酸调整第一物质的pH值。19、根据权利要求12所述的方法，其中所述的氧化铅含有一氧化铅。20、根据权利要求12所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：大卫P伯登，本杰明P拉博维茨，
申请(专利权)人：哈蒙德集团公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]