本發(fā)明涉及蓄電池
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種高性能大電流啟停電池鉛膏及啟停電池。
背景技術(shù)：
：啟停系統(tǒng)電池技術(shù)是推動(dòng)新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重中之重，它要求鉛酸蓄電池具有大電流放電性能、高充電接收性能、耐久性能及循環(huán)壽命強(qiáng)。汽車在啟停過程中，多用到電瓶，通常為鉛酸電池，提供起動(dòng)打火作用，遇到紅燈或其他路況，汽車停止關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)，綠燈亮?xí)r，汽車再起動(dòng)，頻繁的起動(dòng)和停止，降低了電池的使用壽命，如何能延長電池的使用壽命，并將汽車起步打火，剎車減速過程中，能量回收，存儲(chǔ)到電池中去，是在電池研發(fā)中的難題。目前的鉛酸蓄電池鉛膏配方中，例如中國專利申請(qǐng)?zhí)枮?01310296767.9，
專利名稱：為“一種鉛酸蓄電池正極鉛膏配方”，申請(qǐng)?zhí)枮?01210552186.2，
專利名稱：為“一種適用于高溫地區(qū)的蓄電池內(nèi)化為鉛膏”，均沒有報(bào)道為頻繁起動(dòng)和停止的啟停技術(shù)用的電池及鉛膏配制方法。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提高一種使用壽命長，性能好的高性能大電流啟停電池。本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：一種高性能大電流啟停電池鉛膏，包括正極鉛膏和負(fù)極鉛膏，所述正極鉛膏由以下重量的組方制成：碳纖維0.1％-1.0％，石墨烯0.1％-0.5％，石墨1.0％-3.0％，4bs晶種3.0％-8.0％，稀硫酸5％-10％，稀土0.01％-0.1％，余量為鉛粉。所述負(fù)極鉛膏由以下重量的組方制成：碳纖維0.1％-1.0％，石墨烯0.1％-0.5％，活性炭5.0％-10％，硫酸鋇5.0％-10.0％，腐植酸2.0％-5.0％，木素1.0％-5.0％，稀硫酸5％-10％，余量為鉛粉。其中正極鉛膏中各組分的較佳重量百分百為：碳纖維0.5％，石墨烯0.3％，石墨2％，4bs晶種5％，稀土0.05％，稀硫酸8％，余量為鉛粉。其中負(fù)極鉛膏中各組分的較佳重量百分百為：碳纖維0.5％，石墨烯0.3％，活性炭7％，硫酸鋇7％，腐植酸3.5％，木素3％，稀硫酸8％，余量為鉛粉。所述稀土為la或ge中任意一種或者二者按任意比例的混合物。所述碳纖維選用t700碳纖維。上述正極鉛膏的配制方法如下：(1)首先將石墨稀配制成乳液(石墨烯乳液)待用；(2)在0.8噸真空和膏機(jī)，先放入1/3-1/2量的鉛粉，將碳纖維，石墨，4bs晶種及稀土倒入和膏機(jī)的鉛粉中，攪拌5分鐘左右，再將剩余鉛粉放入，攪拌5分鐘左右，加水?dāng)嚢?分鐘后加入石墨烯乳液，再加入稀硫酸，邊加邊攪拌15分鐘左右，最高溫度控制在75℃左右3-5分鐘；(3)全部加完，最后攪拌降溫至與環(huán)境溫度差5℃左右，測(cè)量視密度符合要求即正極鉛膏配制完成。上述負(fù)極鉛膏的配制方法如下：(1)將石墨稀配制成乳液(石墨烯乳液)待用；(2)1.0噸真空和膏機(jī)，先放入1/3-1/2量的鉛粉，將碳纖維、活性炭、硫酸鋇、腐殖酸和木素倒入和膏機(jī)的鉛粉中，攪拌5分鐘左右，再將剩余鉛粉放入，攪拌5分鐘左右，加水?dāng)嚢?分鐘后加入石墨烯乳液，再加入稀硫酸，邊加邊攪拌15分鐘左右，最高溫度控制在75℃左右3-5分鐘；(3)全部加完，最后攪拌降溫至與環(huán)境溫度差5℃左右，測(cè)量視密度符合要求即負(fù)極鉛膏配制完成。上述4bs晶種的制備方法如下：(1)將鉛塊加入球磨機(jī)的滾筒內(nèi)，在球磨機(jī)進(jìn)風(fēng)口安裝一個(gè)噴淋管，從噴淋管滴下的水隨著進(jìn)風(fēng)口進(jìn)風(fēng)均勻的進(jìn)到球磨機(jī)內(nèi)部，到鉛粒、鉛粉上，使鉛粉的氧化度和視密度達(dá)到要求，收集得到氧化鉛粉；(2)將氧化鉛粉在溫度為350℃-420℃的干燥機(jī)中干燥30分鐘，送入保溫箱中保溫，然后稱取干燥后的氧化鉛粉100kg立即投入到反應(yīng)釜中，再加入20kg稀硫酸，并啟動(dòng)攪拌器，連續(xù)攪拌反應(yīng)60分鐘；(3)往反應(yīng)釜中繼續(xù)投入50kg干燥后的氧化鉛粉和10kg稀硫酸，將反應(yīng)釜升溫至52℃-55℃，攪拌20分鐘后靜置30分鐘，然后再啟動(dòng)攪拌，攪拌10分鐘，保證氧化鉛粉全部徹底反應(yīng)，呈微黃色乳汁，進(jìn)而提升和保障所生成的成品的質(zhì)量；(4)開啟反應(yīng)釜的出料閥門，使其注入離心設(shè)備中，利用離心設(shè)備使其液固分離，液體實(shí)際是反應(yīng)后的廢水，固體則是四堿式硫酸鉛；(5)分離后的廢水通過水泵引入到廢水收集桶內(nèi)，用于配制稀硫酸，固體四堿式硫酸鉛此時(shí)呈潮濕塊狀白色固體；(6)將上述塊狀固體四堿式硫酸鉛置入烘干箱內(nèi)進(jìn)行烘干，然后置入粉碎機(jī)中，進(jìn)行研磨粉碎，制得4bs晶種。該晶種雜質(zhì)含量少，純度高，且經(jīng)過球磨之后樣品為顆粒狀，粒徑小于1微米，質(zhì)量好，能夠顯著提高蓄電池性能。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種含有上述鉛膏的啟停電池，適用于排氣式蓄電池(富液式)exhaustbattery(fooded)，蓄電池蓋上有能析出氣體產(chǎn)物的一個(gè)或多個(gè)排氣裝置讓氣體產(chǎn)物可以排出的鉛酸蓄電池；增強(qiáng)型排氣式蓄電池，以搭載啟停系統(tǒng)汽車為目的，強(qiáng)化了性能的排氣式蓄電池。碳纖維主要作用：1.增強(qiáng)活性物質(zhì)間強(qiáng)度，防止活性物質(zhì)脫落、軟化，延長電池壽命；2.細(xì)化活性物質(zhì)顆粒，形成導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，使電流分布更加均勻，提高電池充電和放電效率。石墨烯的作用：1.增強(qiáng)活性物質(zhì)的導(dǎo)電能力及大電流放電能力，防止負(fù)極硫酸鹽化；2.提高電池的充電接受能力；3.提高活性物質(zhì)的利用率，提高容量。4bs晶種的作用：1.增強(qiáng)活性物質(zhì)的骨架強(qiáng)度；2.增加活性物質(zhì)的孔率，降低固化時(shí)的游離鉛含量；3.延長電池的使用壽命。活性炭的作用：1.增強(qiáng)活性物質(zhì)的導(dǎo)電性，防止硫酸鹽化；2.增強(qiáng)大電流放電能力；3.提高充電接受能力。稀土的作用：1.增加活性物質(zhì)孔率，調(diào)高電池容量；2.降低正極析氧，電池失水少，延長電池壽命。本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明既能延長電池的循環(huán)壽命，調(diào)高電池容量，又能維持電池的充放電能力。具體實(shí)施方式為了使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。實(shí)施例1-5，正極鉛膏中碳纖維選用t700碳纖維，稀土選用la，采用的其他原料的重量如百分比如下表：組分實(shí)施例1實(shí)施例2實(shí)施例3實(shí)施例4實(shí)施例5碳纖維0.5％0.3％0.7％0.1％1％石墨烯0.3％0.2％0.4％0.5％0.1％石墨2％1.5％2.5％1％3％4bs晶種5％4％6％8％3％稀土0.05％0.03％0.07％0.01％0.1％稀硫酸8％7％9％6％10％鉛粉余量余量余量余量余量實(shí)施例1-5，負(fù)極鉛膏中碳纖維選用t700碳纖維，采用的其他原料的重量如百分比如下表：組分實(shí)施例1實(shí)施例2實(shí)施例3實(shí)施例4實(shí)施例5碳纖維0.5％0.3％0.7％0.1％1％石墨烯0.3％0.2％0.4％0.5％0.1％活性炭7％6％8％5％10％硫酸鋇7％6％8％10％5％腐植酸3.5％3％4％2％5％木素3％2％4％5％1％稀硫酸8％7％9％6％10％鉛粉余量余量余量余量余量實(shí)施例1-5的配制方法如下：上述正極鉛膏的配制方法如下：(1)首先將石墨稀配制成乳液(石墨烯乳液)待用；(2)在0.8噸真空和膏機(jī)，先放入1/3-1/2量的鉛粉，將碳纖維，石墨，4bs晶種及稀土倒入和膏機(jī)的鉛粉中，攪拌5分鐘左右，再將剩余鉛粉放入，攪拌5分鐘左右，加水?dāng)嚢?分鐘后加入石墨烯乳液，再加入稀硫酸，邊加邊攪拌15分鐘左右，最高溫度控制在75℃左右3-5分鐘；(3)全部加完，最后攪拌降溫至與環(huán)境溫度差5℃左右，測(cè)量視密度符合要求即正極鉛膏配制完成。上述負(fù)極鉛膏的配制方法如下：(1)將石墨稀配制成乳液(石墨烯乳液)待用；(2)1.0噸真空和膏機(jī)，先放入1/3-1/2量的鉛粉，將碳纖維、活性炭、硫酸鋇、腐殖酸和木素倒入和膏機(jī)的鉛粉中，攪拌5分鐘左右，再將剩余鉛粉放入，攪拌5分鐘左右，加水?dāng)嚢?分鐘后加入石墨烯乳液，再加入稀硫酸，邊加邊攪拌15分鐘左右，最高溫度控制在75℃左右3-5分鐘；(3)全部加完，最后攪拌降溫至與環(huán)境溫度差5℃左右，測(cè)量視密度符合要求即負(fù)極鉛膏配制完成。對(duì)本發(fā)明鉛膏制備的啟停電池進(jìn)行測(cè)試：一.容量試驗(yàn)蓄電池全充電結(jié)束后1h～5h內(nèi)，當(dāng)蓄電池中間任意單格的電解液溫度為25℃±2℃時(shí)，以ina電流放電至蓄電池端電壓為10.50v±0.05v終止，放電時(shí)間內(nèi)電流值的變化不大于±2％。放電過程中每隔2h記錄一次蓄電池端電壓和電解液溫度。當(dāng)電壓達(dá)到10.80v時(shí)，隨時(shí)測(cè)量蓄電池端電壓，當(dāng)端電壓達(dá)到10.50v±0.10v時(shí)，停止放電并記錄放電時(shí)間和溫度。按公式(1)換算到基準(zhǔn)溫度25℃時(shí)的實(shí)際容量：ce＝in×t[1-0.01(t-25)]…………………………………(1)式中：ce——25℃實(shí)際容量，單位:aht——放電時(shí)間，單位:ht——最終溫度，單位:℃0.01——溫度系數(shù)，單位:1/℃二.儲(chǔ)備容量蓄電池完全充電結(jié)束后1h～5h內(nèi)，當(dāng)蓄電池中間任意單格的電解液溫度為25℃±2℃時(shí)，以25a電流放電至蓄電池端電壓為10.50v±0.05v終止。放電時(shí)間內(nèi)電流值的變化不大于±1％。放電過程中每隔10min記錄一次蓄電池端電壓和電解液溫度。當(dāng)電壓達(dá)到11.0v時(shí)，隨時(shí)測(cè)量蓄電池端電壓，當(dāng)端電壓達(dá)到10.50v±0.05v時(shí)，停止放電并記錄放電時(shí)間和溫度。按公式(2)換算到基準(zhǔn)溫度25℃時(shí)的實(shí)際容量：cr,e＝t[1–0,009(t–25)]………………………………………(2)式中：cr,e——25℃溫度實(shí)際儲(chǔ)備容量，單位:mint——放電持續(xù)時(shí)間，單位：mint——最終電解液溫度，單位：℃0.009——溫度系數(shù)，單位：1/℃測(cè)試結(jié)果見表1：表1三.啟停循環(huán)能力完全充電的蓄電池在25℃±2℃的恒溫水浴槽內(nèi)重復(fù)以下循環(huán)3600次：a)以45a電流放電59.0s,再以300a放電1s；b)以恒壓14.4v(限流100a)充電60s；以上(a+b)為1次循環(huán)，3600次循環(huán)為1個(gè)循環(huán)單元。循環(huán)每隔3600次，蓄電池需開路靜置48h，其后再次開始循環(huán)。測(cè)記每次循環(huán)中300a放電1s時(shí)的蓄電池端電壓，當(dāng)端電壓低于7.20v時(shí)試驗(yàn)終止。此次循環(huán)單元不計(jì)入循環(huán)單元次數(shù)。蓄電池按上述條件試驗(yàn),蓄電池按規(guī)格達(dá)到表2單元數(shù)。表2規(guī)格30ah40ah50ah60ah70ah80ah92ah105ah循環(huán)單元數(shù)68101214161820四.耐振動(dòng)性蓄電池在25℃±2℃條件下，以14.40v±0.01v(限流5ina)電壓連續(xù)充電20h,然后改以0.5ina繼續(xù)充電4h止。此時(shí)蓄電池確定為完全充電狀態(tài)。在25℃±2℃環(huán)境溫度中放置24h。蓄電池根據(jù)結(jié)構(gòu)采用如下固定方式：——下固定：用m8螺栓、扭距為15nm～25nm固定蓄電池在振動(dòng)臺(tái)上；——上固定：用15mm寬度的角鐵壓緊蓄電池，以m8螺栓、扭距為8nm～12nm固定蓄電池在振動(dòng)臺(tái)上。蓄電池在30hz±2hz的頻率、最大加速度30(m/s2)的正弦曲線條件下垂直振動(dòng)2h。振動(dòng)過程中隨時(shí)檢查蓄電池是否出現(xiàn)漏液和破損現(xiàn)象。在25℃±2℃振動(dòng)完成4h內(nèi)，蓄電池不經(jīng)充電在25℃±2℃環(huán)境溫度中，以icca電流放電30s，記錄蓄電池端電壓。按上述條試驗(yàn)沒有出現(xiàn)漏液和破損現(xiàn)象，以icca放電30s，端電壓為9.20v。以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。當(dāng)前第1頁12