复合碳挤膏式正生极板活性物质中的导电剂及正生极板的制备方法与流程

1.本发明涉及一种复合碳挤膏式正生极板活性物质中的导电剂及正生极板的制备方法，属于动力铅酸蓄电池技术领域。


背景技术：

2.动力型铅酸蓄电池具有较多优势和特点，包括较好的稳定性、较低的成本、较长的电池使用寿命等。与前期干粉式生产方式相比较，挤膏式极板内部能够形成良好的网状结构，更有利于延长电池使用寿命。但由于挤膏式正极板生产采用恒压联动挤膏方式，挤膏后管内活性物质相对紧密，极板化成时易出现极化问题，即由于正极板活性物质空隙率低，相对孔率较小，电池充电初期极板极化反应明显，无法形成良好的导电网络结构，明显影响电池化成效果。


技术实现要素：

3.本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种复合碳挤膏式正生极板活性物质中的导电剂，具有优异的导电性，提高极板充电接受能力；同时本发明提供了一种简单便捷的正生极板的制备方法。
4.本发明所述的复合碳挤膏式正生极板活性物质中的导电剂，包括以下质量份数原料中的一种或两种，乙炔黑8～10份，石墨1～2份。
5.优选的，所述的复合碳挤膏式正生极板活性物质中的导电剂，还包括羧甲基纤维素钠助剂，含量为1～2质量份。加入羧甲基纤维素钠可以提高活性物质粘结性，更有利于延长电池使用寿命。
6.优选的，乙炔黑视比容为30ml/g～50ml/g，石墨比表面积为100m2/g～1000m2/g。
7.优选的，乙炔黑的预处理过程如下：将乙炔黑和酸以1:2的比例进行浸泡，浸泡时间为1h，浸泡完成后在65℃～70℃条件下进行烘干。烘干完成后添加至正生极板活性物质中，可以提高正极板活性物质孔率。
8.一种复合碳挤膏式正生极板的制备方法，包括以下步骤：
9.(1)将干燥后的乙炔黑、石墨、cmc加入铅粉中，边加入边搅拌，搅拌时间3min，然后加入水和酸，搅拌过程中温度不宜超过60℃，搅拌时间不宜超过45min，搅拌完成后测量铅膏视密度和出膏状态，铅膏软硬适中为宜；
10.(2)将铅膏在一定压力下挤入挤膏管中，挤膏过程中不宜出现空管或皱管问题；
11.(3)将挤膏后的正生极板进行固化、干燥，固化温度40℃～50℃，湿度70％-90％。时间45h～55h，干燥温度55℃～65℃，湿度20％～40％，干燥时间24h～30h。
12.与碳黑相比，乙炔黑质量轻，比重小，吸附强，导电性更理想，不但能够增强极板导电性能，且提高电池充电接受能力。
13.本发明采用复合碳用于挤膏式正极板生产后，可以提高极板多维导电性，使极板
内活性物质导电骨架系统更加致密，极板内高的孔隙率和导电性能能够有效提高极板化成效果，提高活性物质转化率，实现有效化成，从而提高电池容量、寿命。
14.本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：
15.(1)乙炔黑和石墨的添加提高极板活性物质导电性，有效避免电池在充电过程中出现极化问题，提高极板充电接受能力；
16.(2)复合碳的添加提高电池充电效果和极板转化效率，实现效时间内完全化成；
17.(3)复合碳的添加在正极板中形成良好的导电骨架，提高极板内部孔隙率，从而增强活性物质间结合力。
具体实施方式
18.下面结合实施例对本发明作进一步的说明，但其并不限制本发明的实施。
19.实施例中所提到的份数均为质量份数。
20.实施例1
21.一种复合碳挤膏式正生极板活性物质中的导电剂为复合碳材料，包括以下原料，乙炔黑10份，乙炔黑视比容为50ml/g。
22.将原料中乙炔黑和酸以1:2的质量比例进行浸泡，浸泡时间为1h，浸泡完成后在65℃条件下进行烘干。
23.将干燥后的乙炔黑、石墨、cmc加入88份铅粉中，边加入边搅拌，搅拌时间3min，然后加入水和酸，搅拌过程中温度55℃，搅拌时间40min，搅拌完成后测量铅膏视密度和出膏状态，铅膏视密度4.2g/cm3。
24.然后将铅膏在60kg压力下挤入挤膏管中，挤膏完成后进行正生极板进行固化、干燥，固化温度45
±
5℃，湿度70％，时间50h，干燥温度60
±
5℃，湿度20％，干燥时间24h。
25.采用本发明制成的电池电池化成过程中未出现明显极化问题，化成时间由原来44h缩短至39小时，化成时间提高11％,将化成后的理化指标进行分析，二氧化铅含量提高5.8％，硫酸铅含量降低30％，通过检测孔的比值提高2％。
26.实施例2
27.一种复合碳挤膏式正生极板活性物质中的导电剂为复合碳材料，包括以下原料，乙炔黑8份，石墨2份，cmc(羧甲基纤维素钠)助剂，其含量为2份；乙炔黑视比容为32ml/g，石墨比表面积为150m2/g。
28.将原料中乙炔黑和酸以1:2的质量比例进行浸泡，浸泡时间为1h，浸泡完成后在65℃条件下进行烘干。
29.将干燥后的乙炔黑加入90份铅粉中，边加入边搅拌，搅拌时间3min，然后加入水和酸，搅拌过程中温度55℃，搅拌时间35min，搅拌完成后测量铅膏视密度和出膏状态，铅膏视密度4.15g/cm3。
30.然后将铅膏在63kg压力下挤入挤膏管中，挤膏完成后进行正生极板进行固化、干燥，固化温度45
±
5℃，湿度80％，时间50h，干燥温度60
±
5℃，湿度30％，干燥时间26h。
31.采用本发明制成的电池电池化成过程中未出现明显极化现象，化成时间由原来44h缩短至41小时，化成时间提高6％,将化成后的理化指标进行分析，二氧化铅含量提高6.4％，硫酸铅含量降低31％，通过检测孔的比值提高1.7％。
32.实施例3
33.一种复合碳挤膏式正生极板活性物质中的导电剂为复合碳材料，包括以下原料，乙炔黑8份，石墨1份。cmc(羧甲基纤维素钠)助剂，其含量为1份；乙炔黑视比容为35ml/g，石墨比表面积为750m2/g。
34.将原料中乙炔黑和酸以1:2的质量比例进行浸泡，浸泡时间为1h，浸泡完成后在65℃条件下进行烘干。
35.将干燥后的乙炔黑、石墨、cmc加入90份铅粉中，边加入边搅拌，搅拌时间3min，然后加入水和酸，搅拌过程中温度45℃，搅拌过程采用高速搅拌方式，搅拌时间25min,搅拌完成后测量铅膏视密度和出膏状态，铅膏视密度4.10g/cm3。
36.然后将铅膏在65kg压力下挤入挤膏管中，挤膏完成后进行正生极板进行固化、干燥，固化温度45
±
5℃，湿度90％，时间55h，干燥温度60
±
5℃，湿度40％，干燥时间30h。
37.采用本发明制成的电池电池化成过程中未出现极化现象，化成时间由原来44h缩短至40小时，化成时间提高9％，将化成后的理化指标进行分析，二氧化铅含量提高5.2％，硫酸铅含量降低26％，通过检测孔的比值提高1.5％。
38.对比例1
39.一种复合碳挤膏式正生极板活性物质中的导电剂为复合碳材料，包括以下原料，乙炔黑8份，石墨2份，cmc(羧甲基纤维素钠)助剂，其含量为2份；乙炔黑视比容为32ml/g，石墨比表面积为150m2/g。
40.将未进行处理的乙炔黑加入90份铅粉中，边加入边搅拌，搅拌时间3min，然后加入水和酸，搅拌过程中温度55℃，搅拌时间35min，搅拌完成后测量铅膏视密度和出膏状态，铅膏视密度4.15g/cm3。
41.然后将铅膏在63kg压力下挤入挤膏管中，挤膏完成后进行正生极板进行固化、干燥，固化温度45
±
5℃，湿度80％，时间50h，干燥温度60
±
5℃，湿度30％，干燥时间26h。
42.采用本发明制成的电池电池化成过程中发现有轻微极化现象，待化成至40h时解剖发现正极活性物质表面有白花现象，待化成至44h此现象消除，将化成后的理化指标进行分析，二氧化铅含量提高2.4％，硫酸铅含量降低10％，通过检测孔的比值提高1.5％。
43.以上说明添加复合碳后，挤膏式正极板活性物质导电性和孔率明显提高，电池容量明显改善，更有利于延长电池使用寿命。