本發明屬于鉛酸蓄電池,尤其涉及一種低壓充電循環壽命長的駐車空調電池正極鉛膏及制備方法。
背景技術:
1、隨著汽車物流行業的規模化發展,駐車空調作為保障駕駛員休息舒適性的關鍵設備,其配套電池的市場需求持續攀升。此類電池的核心使用場景為低壓充電,但傳統富液免維護電池在該工況下存在難以突破的缺陷:一方面,低壓充電模式導致電池充電不完全,活性物質利用率長期處于較低水平;另一方面,長期循環后電解液分層現象不斷加劇,電極反應均勻性被破壞,最終造成電池提前失效,無法滿足物流車輛多頻次、長時間的駐車用電需求。
2、經系統性技術研究與市場需求調研證實,富液蓄電池在浮充/均衡充電模式下的低壓工況適配能力,直接由正極鉛膏的性能決定——傳統正極鉛膏因導電網絡不完整、抗硫酸鹽化能力薄弱,已成為制約電池循環壽命提升的關鍵技術瓶頸。因此,研發一種能構建高效導電網絡、抑制電解液分層的正極鉛膏,成為推動駐車空調電池技術升級的核心方向。
技術實現思路
1、本發明針對現有技術中的問題,提出如下技術方案:
2、一種低壓充電循環壽命長的駐車空調電池正極鉛膏,按重量份數計,包括以下組分:鉛粉70~92份、三氧化二銻0.06~0.15份、硫酸亞錫0.08~0.2份、超強短纖維0.06~0.12份、石墨0.1~0.20份、單壁納米碳管0.02~0.12份、純水6~10份和稀硫酸5.8~9.8份。
3、作為上述技術方案的優選,所述鉛粉中pbo的含量為72~76wt%,且鉛粉中的鐵含量小于7ppm。
4、作為上述技術方案的優選,所述超強短纖維的尺寸為2~5mm,且超強短纖維的重量占正極鉛膏總組分含量的0.04~0.1%。
5、作為上述技術方案的優選,所述稀硫酸的密度為1.25~1.5g/cm3,且稀硫酸中的鐵含量小于2.5ppm。
6、作為上述技術方案的優選,按重量份數計,各組分的優選范圍為:鉛粉75~87份、三氧化二銻0.06~0.1份、硫酸亞錫0.08~0.10份、超強短纖維0.06~0.08份、石墨0.10~0.18份、單壁納米碳管0.02~0.10份、純水7~9份和稀硫酸6~8份。
7、作為上述技術方案的優選,所述三氧化二銻的用量為0.07~0.09份,所述稀硫酸的密度為1.30~1.40g/cm3且鐵含量小于0.8ppm。
8、作為上述技術方案的優選,按重量份數計,各組分的可選范圍為:鉛粉70~80份或75~92份、三氧化二銻0.06~0.10份或0.08~0.15份、硫酸亞錫0.08~0.1份或0.1~0.2份、超強短纖維0.06~0.1份或0.08~0.12份、石墨0.10~0.15份或0.15~0.2份、單壁納米碳管0.02~0.08份或0.08~0.12份、純水6~8份或8~10份、稀硫酸5.8~8份或8~9.8份。
9、一種制備上述低壓充電循環壽命長的駐車空調電池正極鉛膏的方法,其特征在于,包括以下步驟:
10、步驟1、復合添加劑制備:按配比稱取三氧化二銻、硫酸亞錫、超強短纖維、單壁納米碳管和石墨,投入真空和膏裝置內混勻,得到復合添加劑;
11、步驟2、鉛粉預混:將鉛粉與步驟1制備的復合添加劑干混3~5min,隨后在2~5min內加入純水,持續攪拌5~8min至混合物完全潤濕,得到鉛粉混合物;
12、步驟3、酸混過程:向鉛粉混合物中逐步噴加稀硫酸,噴酸時間為18~22min,得到酸混合物;
13、步驟4、合膏:將酸混合物攪拌5~10min,合膏過程中最高溫度控制在70~80℃,待混合物視比重達到4.5且溫度降至50℃以下時,出膏即得目標正極鉛膏。
14、作為上述技術方案的優選,步驟3中所述噴酸時間為16~18min。
15、作為上述技術方案的優選,步驟2中所述干混時間為4~5min,加入純水后的攪拌時間為10min;步驟4中所述合膏最高溫度為74℃,攪拌時間為10min,出膏溫度為48℃。
16、本發明的有益效果為:
17、本發明通過石墨、硫酸亞錫及單壁納米碳管的協同改性構建三維立體導電網絡,搭配低含酸量鉛膏配方,實現了駐車空調電池在低壓充電工況下的性能突破。三維導電網絡借助石墨的基礎導電通道、硫酸亞錫的抗硫酸鹽化作用及單壁納米碳管的高效導電特性,從微觀尺度提升電子傳輸效率,同時低含酸量設計減少析氣反應,延緩電解液濃度失衡,有效減輕電解液分層現象。經gb/t5008.1-2023標準測試,采用本發明正極鉛膏的電池駐車工況循環壽命可達300次以上,較傳統產品提升50%以上,遠超國標要求,且循環過程中內阻上升幅度小,導電穩定性優異。配方精簡至6種核心組分,制備工藝較傳統工藝減少3道工序,可無縫對接現有鉛酸電池生產線,良品率穩定在98%以上,在降低生產升本的同時減少鉛渣與廢液排放,兼具顯著的技術優勢、經濟價值與環境友好性,適配物流車、房車等多種低壓用電場景,市場應用潛力廣闊。
1.一種低壓充電循環壽命長的駐車空調電池正極鉛膏,其特征在于,按重量份數計,包括以下組分:鉛粉70~92份、三氧化二銻0.06~0.15份、硫酸亞錫0.08~0.2份、超強短纖維0.06~0.12份、石墨0.1~0.20份、單壁納米碳管0.02~0.12份、純水6~10份和稀硫酸5.8~9.8份。
2.根據權利要求1所述的低壓充電循環壽命長的駐車空調電池正極鉛膏,其特征在于,所述鉛粉中pbo的含量為72~76wt%,且鉛粉中的鐵含量小于7ppm。
3.根據權利要求1所述的低壓充電循環壽命長的駐車空調電池正極鉛膏,其特征在于,所述超強短纖維的尺寸為2~5mm,且超強短纖維的重量占正極鉛膏總組分含量的0.04~0.1%。
4.根據權利要求1所述的低壓充電循環壽命長的駐車空調電池正極鉛膏,其特征在于,所述稀硫酸的密度為1.25~1.5g/cm3,且稀硫酸中的鐵含量小于2.5ppm。
5.根據權利要求1所述的低壓充電循環壽命長的駐車空調電池正極鉛膏,其特征在于,按重量份數計,各組分的優選范圍為:鉛粉75~87份、三氧化二銻0.06~0.1份、硫酸亞錫0.08~0.10份、超強短纖維0.06~0.08份、石墨0.10~0.18份、單壁納米碳管0.02~0.10份、純水7~9份和稀硫酸6~8份。
6.根據權利要求5所述的低壓充電循環壽命長的駐車空調電池正極鉛膏,其特征在于,所述三氧化二銻的用量為0.07~0.09份,所述稀硫酸的密度為1.30~1.40g/cm3且鐵含量小于0.8ppm。
7.根據權利要求1所述的低壓充電循環壽命長的駐車空調電池正極鉛膏,其特征在于,按重量份數計,各組分的可選范圍為:鉛粉70~80份或75~92份、三氧化二銻0.06~0.10份或0.08~0.15份、硫酸亞錫0.08~0.1份或0.1~0.2份、超強短纖維0.06~0.1份或0.08~0.12份、石墨0.10~0.15份或0.15~0.2份、單壁納米碳管0.02~0.08份或0.08~0.12份、純水6~8份或8~10份、稀硫酸5.8~8份或8~9.8份。
8.一種制備權利要求1-7任一項所述低壓充電循環壽命長的駐車空調電池正極鉛膏的方法,其特征在于,包括以下步驟:
9.根據權利要求8所述的制備方法,其特征在于,步驟3中所述噴酸時間為16~18min。
10.根據權利要求8所述的制備方法,其特征在于,步驟2中所述干混時間為4~5min,加入純水后的攪拌時間為10min;步驟4中所述合膏最高溫度為74℃,攪拌時間為10min,出膏溫度為48℃。