【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及铅蓄电池生产制造，尤其是涉及一种动力型长寿命高性能阀控密封铅蓄电池及其制备方法。
技术介绍
1、目前，动力型阀控密封电池正极板栅普遍采用的是pb-ca系列合金。从市场退返、失效电池的解析当中发现，有相当数量的电池，极板在外观、成分、结构等方面均无异常，但整体表现为放电时间短、电压下降快的特点。进一步分析发现，电池的失效原因是由于栅-膏结合力差，在极板的栅-膏界面上产生了阻挡层，即通常所说的电池pcl-1效应(早期容量损失(premature capacity loss))。此类合金中虽然加入了较高含量的金属元素sn而有所改善，但这一效应并未完全消除。另外，如果此类合金板栅制作过程中控制不严密，电池循环过程中还会出现板栅筋条早期的腐蚀、脆断现象，尤其是浇铸合金板栅。
2、随着板栅连轧连冲技术的出现，板栅筋条的金相晶粒变得细小，板栅的耐腐蚀性能较浇铸板栅得以加强，同时，板栅的厚度也远薄于浇铸板栅。为保证电池的额定容量，保持活性物质的量，板栅过涂、偏涂的现象较为严重，这对极板充、放电反应的均衡性带来了一定的负面影响。
3、作为动力型电池来讲，车辆在运行时，发动机要求电池持续不断地供给电能，这样，电池极板的活性物质就必须与电解液发生连续的电化学反应，而且随着车辆速度的提升，电化学反应速度也相应加快。
4、从12v/20ah电池100％dod循环寿命测试实验结束电池(350次)和市场退返电池的解剖分析情况来看，电池的主要失效模式为：1、正极板上部板栅筋条的腐蚀断裂；2、正极板表层铅膏(活性
5、失效电池正极板经水洗干燥处理后，铅膏断面在电镜下观察发现，正极板表层铅膏在150μm～450μm深度范围内结构劣化的程度要远远超过内部铅膏。外层铅膏的反应深度要远高于内层铅膏，此时电池极群的正负极板配伍为4+/5-，正极板的厚度在2.20mm～2.45mm左右，负极板厚度中负板在1.60mm～1.70mm，边负板在1.20mm～1.30mm左右。整片正极板活性物质的利用率只有38％左右，而且整片极板还存在较严重的充、放电反应不均衡现象，放电内、外层差异在25％以上。由于极板表层铅膏聚集体状态、孔体隙结构的损坏，电子的导电性变差，电解液离子的迁移受阻，从而使整只电池失效。
技术实现思路
1、本专利技术针对目前pb-ca合金连轧连冲板栅动力型阀控密封电池存在的短板，为提高电池循环使用寿命，提高极板充放电反应的均衡性，进一步提升活性物质的利用率问题，提出了一种动力型长寿命高性能阀控密封铅蓄电池及其制备方法。
2、本专利技术的具体技术方案如下：
3、本专利技术提供了一种动力型长寿命高性能阀控密封铅蓄电池，包括正极板、隔板和负极板，所述正极板包括正极板栅和正极铅膏，所述负极板包括负极板栅和负极铅膏，所述正极板栅由以下重量百分比的组分制成：sn 0.15％～0.20％、sb 0.065％～0.085％、bi0.012％～0.018％、se 0.010％～0.015％，pb余量；
4、所述隔板中添加有改性聚丙烯纤维，所述改性聚丙烯纤维的制备方法包括以下步骤：在压力为10pa-15pa下，将聚丙烯纤维在氩气、三氟化氮和六氟化硫的混合气体等离子体状态下进行改性得到改性聚丙烯纤维。
5、生极板固化后，栅-膏结合良好，解决了因pb-ca合金带来的栅-膏界面阻挡层和板栅腐蚀脆断的问题，提高了板栅腐蚀层导电性能，同时也提高板栅的机械强度；负板栅依旧采用高钙低锡合金。
6、优选的，所述氩气∶三氟化氮∶六氟化硫的体积比为1∶0.1～0.5∶0.002～0.2；
7、所述混合气体的流速为50-85ml/min。
8、进一步优选的，所述改性的条件为：改性的时间为30～40min，改性的温度为20℃～25℃，功率为300w～350w。
9、所述改性聚丙烯纤维的直径为80μm～100μm，长度为5mm～15mm，所述改性聚丙烯纤维的加入量占隔板重量的8.0％～12.0％。以利于隔板强度、保液、湿回弹性及极群压力的保持。
10、反应机理方面：氩气、三氟化氮和六氟化硫的混合气体等离子体状态促进了聚丙烯纤维表面的交联和功能化。等离子体中的高能粒子撞击聚丙烯纤维表面，破坏了c-h键和c-c键，形成了活性的自由基位点。这些自由基随即与三氟化氮和六氟化硫中的氟和氮原子反应，形成了稳定的c-f和c-n新键。这不仅改善了隔膜的化学稳定性，还由于氟原子的较大体积和电负性，改变了纤维的晶体结构，增强了隔膜的整体性能。
11、改性后的聚丙烯纤维隔膜在几个方面表现出了性能的提升：首先，由于引入的官能团能够增强隔膜表面的极性，这直接提高了电解质溶液对隔膜的润湿性。改善的润湿性意味着电解质可以更均匀地分布在隔膜中，从而提高了电池的离子交换效率，降低了电池内部的电阻。其次，通过等离子体处理引入的官能团还可以提高隔膜的表面粗糙度，增强隔膜与电极材料之间的结合力，从而减少电池使用过程中隔膜与电极的脱离问题。此外，含氟官能团的引入还能提升隔膜的热稳定性和化学稳定性，使电池能在更宽的温度范围内稳定工作，延长电池的使用寿命。
12、优选的，所述正极板栅采用连轧连冲得到正极栅带，所述正板带厚度0.70mm±0.01mm，所述负极板栅采用连轧连冲得到负极栅带，负板带厚度0.55mm±0.01mm。负极板采用相同厚度的板栅与极板，以消除中负、边负板厚度不一致给生产上带来的压力。
13、优选的，所述正极板的数量为6个，所述负极板的数量为7个。
14、降低极板厚度，增加极板片数。极群正、负极板片数配比为6+/7-，以减小正负极板间距，降低内阻，提高极板铅膏充放电反应的均衡性，减小极板内、外层铅膏充放电反应程度上的差异，提高活性物质利用率，同时提升电池的高倍率放电性能。
15、本专利技术还提供了所述动力型长寿命高性能阀控密封铅蓄电池的制备方法，包括以下步骤：
16、(1)改性聚丙烯纤维的制备：
17、s1：维持处理环境的温度在20℃～25℃之间；对等离子体室排空至基础压力为1pa～5pa，并使压力稳定10min～28min；
18、s2：将聚丙烯纤维引入至等离子体室并将压力提高至10pa-15pa，通过施加300w～350w的功率将聚丙烯纤维暴露于预处理前体等离子体来处理30min～40min；取出聚丙烯纤维，得到改性聚丙烯纤维，
19、其中，所述预处理前体等离子体为氩气、三氟化氮和六氟化硫，氩气、三氟化氮和六氟化硫的体积比为1∶0.1～0.5∶0.002～0.2，混合气体流速控制在50～85ml/min；
20、(2)将正极板栅的组分按照重量百分比进行制作正极板栅合金，将钙、锡、铅混合，加热熔化并搅拌均匀，浇铸负极板栅合金；
本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种动力型长寿命高性能阀控密封铅蓄电池，包括正极板、隔板和负极板，所述正极板包括正极板栅和正极铅膏，所述负极板包括负极板栅和负极铅膏，其特征在于，所述正极板栅由以下重量百分比的组分制成：Sn 0.15％～0.20％、Sb 0.065％～0.085％、Bi0.012％～0.018％、Se
2.根据权利要求1所述动力型长寿命高性能阀控密封铅蓄电池，其特征在于，所述氩气：三氟化氮：六氟化硫的体积比为1：0.1-0.5：0.002-0.2；
3.根据权利要求2所述动力型长寿命高性能阀控密封铅蓄电池，其特征在于，所述改性的条件为：改性的时间为30-40min，改性的温度为20℃-25℃，功率为300W-350W。
4.根据权利要求3所述动力型长寿命高性能阀控密封铅蓄电池，其特征在于，所述改性聚丙烯纤维的直径为80μm-100μm，长度为5mm-15mm，所述改性聚丙烯纤维的加入量占隔板重量的8.0％～12.0％。
5.根据权利要求1所述动力型长寿命高性能阀控密封铅蓄电池，其特征在于，所述正极板栅采用连轧连冲得到正极栅带，所述正板带厚度0.
6.根据权利要求1所述动力型长寿命高性能阀控密封铅蓄电池，其特征在于，所述正极板的数量为6个，所述负极板的数量为7个。
7.权利要求1-6任一所述动力型长寿命高性能阀控密封铅蓄电池的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，负极板带时效处理的条件为：在90℃时效处理10h。
9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，在涂板固化时，正极铅膏视密度为4.450±0.005g/cm3、负极铅膏视密度为4.500±0.005g/cm3；
...【技术特征摘要】
1.一种动力型长寿命高性能阀控密封铅蓄电池，包括正极板、隔板和负极板，所述正极板包括正极板栅和正极铅膏，所述负极板包括负极板栅和负极铅膏，其特征在于，所述正极板栅由以下重量百分比的组分制成：sn 0.15％～0.20％、sb 0.065％～0.085％、bi0.012％～0.018％、se
2.根据权利要求1所述动力型长寿命高性能阀控密封铅蓄电池，其特征在于，所述氩气：三氟化氮：六氟化硫的体积比为1：0.1-0.5：0.002-0.2；
3.根据权利要求2所述动力型长寿命高性能阀控密封铅蓄电池，其特征在于，所述改性的条件为：改性的时间为30-40min，改性的温度为20℃-25℃，功率为300w-350w。
4.根据权利要求3所述动力型长寿命高性能阀控密封铅蓄电池，其特征在于，所述改性聚丙烯纤维的直径为80μm-100μm，长度为5mm-15mm，所述改性聚丙烯纤维的加入量占隔板...
【专利技术属性】
技术研发人员：王杜友，王浩，李江，孔鹤鹏，占美青，闫鑫金，
申请(专利权)人：天能电池集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。