技术摘要：
一种长寿命高比能量免维护起动铅酸蓄电池及其生产方法，其正极板、负极板中至少有一类极板的板栅上部、下部涂覆的铅膏不同，板栅下部的铅膏导电性或利用率优于板栅上部的铅膏的导电性或利用率。极板采用上部、下部不一样的配方、分别涂填,下部通过铅膏的含酸量不同，降 全部
背景技术：
铅酸蓄电池主要由正极板、负极板、隔板、汇流排、电解液、槽盖等组成。极板是铅 酸蓄电池的核心部件，极板性能的好坏直接影响着电池的性能和使用寿命，而极板通常是 由板栅和铅膏组成的。铅膏主要作用是提供充放电过程中的能量储存和输出,是最主要的 活性物质直接参与反应，是影响蓄电池电池性能的关键因素。铅膏一般由铅粉、硫酸、纯水、 添加剂（如短纤维、木素）等组成，经过合适的和膏工艺、涂填、固化、干燥形成具有一定孔 率、具有优异充放电性能的活性物质载体。 铅酸蓄电池使用过程中,普遍存在使用率低、充不足而产生硫酸盐化现象，导致电 池性能下降, 铅酸蓄电池寿命不长等不足。为了解决上述技术难题,生产企业目前解决方 案一般是通过增加铅膏量、降低活性物质利用率来实现寿命的增加,现有技术解决方案缺 点如下：1、通过增加铅膏量提高了电池重量和铅耗，容量增加了，但成本也会增加；2、通过 配方调整降低活性物质利用率，但容量会下降，如果不能满足额定容量也需要增加膏量。
技术实现要素：
本发明解决的问题是提供一种成本低、活性物质利用率高的长寿命高比能量免维 护起动铅酸蓄电池。 本发明的目的还在于提供上述长寿命高比能量免维护起动铅酸蓄电池的生产方 法。 本发明的技术构思是: 电池在充放电过程中，由于存在欧姆内阻，故放电时电流 优先按照最小欧姆内阻的路径进行传输，由于电池的结构是采用上部有汇流排进行集流， 故极板上部优先反应，承担了大部分的放电电量，特别是在浅放电循环中。同理，在充电时， 极板下部同样存在较上部充电难的问题。这就导致在使用过程中上部活性物质利用率高、 下部活性物质利用率低的问题。在充放电过程中，正极铅膏在硫酸铅和铅之间互相转化，负 极铅膏在二氧化铅和硫酸铅之间互相转化，由于其摩尔体积不相同，故其不停的发生收缩 膨胀。 由于上部活性物质利用率高，导致上部容易出现活性物质软化脱落，电池使用寿 命缩短，终端客户不满意。在使用过程中，由于存在欧姆内阻，放电时极板下部利用率要明 显低于极板上部，充电时极板下部也要晚于极板上部，导致下部极板更容易出现使用率低、 充不足而产生硫酸盐化现象，导致电池性能下降。 本发明的正极板、负极板中至少有一类极板的板栅上涂覆的铅膏配方不同，使板 栅下部的铅膏的导电性优于板栅上部，使板栅上部和下部活性物质利用率接近，进而提高 蓄电池的寿命，使其具有长寿命、高比能量的优势。 本发明的技术方案包括极板、隔离膜、电解液和电池外壳，极板包括板栅和板栅表 5 CN 111599991 A 说 明 书 2/8 页 面涂覆的铅膏，所述极板分为正极板、负极板两类极板，所述正极板、负极板中至少有一类 极板的板栅上部、下部涂覆的铅膏不同，板栅下部的铅膏的导电性、或利用率优于板栅上部 的铅膏的导电性、或利用率。 本发明的正极板、负极板中至少有一类极板的板栅上部、下部涂覆的铅膏的含酸 量不同、和/或视密度不同、或者导电物质含量不同。 本发明所述正极板包括板栅和板栅表面涂覆的正极铅膏，所述正极铅膏为第一正 极铅膏、第二正极铅膏，板栅上部表面涂覆第一正极铅膏，板栅下部表面涂覆第二正极铅 膏；按照质量百分比计，组分如下： 第一正极铅膏组成：短纤维0.05%~0 .12%，红丹2%~15%，4BS种子0.4%~1 .5%，纯水8%~ 14%，1.38g/cm3硫酸溶液6%~12%，其余为铅粉；和膏完毕其视密度为4.0~4.7g/ml； 第二正极铅膏组成：短纤维0.05%~0 .12%，红丹2%~15%，4BS种子0.4%~1 .5%，纯水8%~ 14%，1.38g/cm3硫酸溶液10%~15%，其余为铅粉；和膏完毕其视密度为3.8~4.4g/ml； 本发明所述正极板的板栅上部比例为40%~70%，板栅下部比例为30%~60%。 或，本发明第一正极铅膏组成也可以为：短纤维0.07%~0.09%，红丹7%~10% ，4BS种 子0.8%~1.2%，纯水9%~11%，1.38g/cm 3硫酸溶液8%~10%，其余为铅粉； 第二正极铅膏组成也可以为：短纤维0.07%~0.09%，红丹7%~10% ，4BS种子0.8%~1.2%， 导电碳黑0.05%~0.5%，纯水9%~11%，1.38g/cm 3硫酸溶液8%~10%，其余为铅粉。 本发明所述负极板包括板栅和板栅表面涂覆的负极铅膏，所述负极铅膏为第一负 极铅膏、第二负极铅膏，板栅上部表面涂覆第一负极铅膏，板栅下部表面涂覆第二负极铅 膏；按照质量百分比计，组分如下： 所述第一负极铅膏组成：炭黑0.2%~0.4%，短纤维0.05%~0.1%，木素0.1%~0.3%，硫酸钡 0.5%~1.0%，纯水8%~12%，1.38g/cm 3硫酸溶液7%~12%，其余为铅粉；和膏完毕其视密度为4.0 ~4.5g/ml； 所述第二负极铅膏组成：炭黑0.2%~0.4%，短纤维0.06%~0.12%，木素0.1%~0.3%，硫酸钡 0.5%~1.0%，纯水9%~14%，1.38g/cm 3硫酸溶液8%~14%，其余为铅粉；和膏完毕其视密度为3.8 ~4.4g/ml； 本发明所述负极板的板栅上部比例为40%~70%，板栅下部比例为30%~60%。 或，本发明所第一负极铅膏组成也可以为：炭黑0.2%~0.3%，短纤维0.06%~0.08%， 木素0.2%~0.3%，硫酸钡0.6%~0.8%，纯水8%~10%，1.38g/cm 3硫酸溶液8%~10%，其余为铅粉； 所述第二负极铅膏组成也可以为：炭黑0.2%~0 .3%，导电碳纤维0.1%~0 .2%，短纤维 0.06%~0.08%，木素0.2%~0.3%，硫酸钡0.6%~0.8%，纯水8%~10%，1.38g/cm 3硫酸溶液8%~10%， 其余为铅粉。 本发明长寿命高比能量免维护起动铅酸蓄电池的生产方法，包括以下工序： 1）制备正极板； 2）制备负极板； 3)隔板： 隔板采用低电阻PE隔板; 4)电池组装： 将正极板、负极板和隔板通过包封机叠成极群组，然后将极群组进行铸焊，铸焊后将极 6 CN 111599991 A 说 明 书 3/8 页 群组放入电池槽内，通过对焊、热封、气密检测等组装成合格的半成品电池; 5)电池化成： 组装合格的半成品电池通过一次加酸，加酸采用分析纯硫酸，其密度为1.1~1.3g/ml， 加完酸后半小时内通电化成，化成完毕后将酸液倒掉； 6)二次加酸： 将酸液倒掉的电池二次加酸，酸液采用1.27~1.35g/cm 3分析纯硫酸，另外再添加质量 分数0.3%~2%的金属硫酸盐添加剂。 本发明的生产方法的工序6)二次加酸中，所述金属硫酸盐添加剂为硫酸钠、硫酸 锌、硫酸镁中的两种或多种。 本发明的生产方法，工序1）制备正极板中包括第一正极铅膏的制备、第二正极铅 膏的制备： 1)第一正极铅膏的制备,包括以下步骤： （1）将红丹与4BS种子进行机械预混2~5min，混合均匀； （2）将步骤（1）混合后的辅料与短纤维一起放入铅粉中，干搅拌5~10min； （3）加入纯水，湿搅拌5~10min； （4）将硫酸溶液缓慢加入到步骤（3）混合物中，加酸时间控制在10~20min，过程中温度 不超过65℃，加酸完毕后，搅拌10~20min; （5）合膏完毕后待用; 2)第二正极铅膏的制备,包括以下步骤： (1)将红丹与4BS种子进行机械预混2~5min，混合均匀； (2)将步骤（1）混合后的辅料与短纤维一起放入铅粉中，干搅拌5~10min； (3)加入纯水，湿搅拌5~10min； (4)将硫酸溶液缓慢加入到步骤（3）混合物中，加酸时间控制在10~20min，过程中温度 不超过65℃，加酸完毕后，搅拌10~20min, (5)合膏完毕后待用； 3)正极板涂填： 将拉网或连冲准备好的板栅分为上、下部，板栅上部涂填第一正极铅膏、板栅下部涂填 第二正极铅膏，涂填完毕后进入固化干燥，得正极板。 本发明的生产方法的工序2）制备负极板中包括第一负极铅膏的制备、第二负极铅 膏的制备： 1)第一负极铅膏的制备,包括以下步骤： （1）将炭黑、木素以及硫酸钡进行机械预混5~10min，混合均匀； （2）将步骤（1）混合后的辅料与短纤维一起加入铅粉中，干搅拌3~10min； （3）加入纯水至步骤（2）的混合物中，湿搅拌5~10min； （4）将硫酸溶液缓慢加入到步骤（3）混合物中，加酸时间控制在10~20min，过程中温度 不超过65℃，加酸完毕后，搅拌10~20min； （5）合膏完毕后； 2)第二负极铅膏的制备,包括以下步骤： （1）将炭黑、木素以及硫酸钡进行机械预混5~10min，混合均匀； 7 CN 111599991 A 说 明 书 4/8 页 （2）将步骤（1）混合后的辅料与短纤维一起加入铅粉中，干搅拌3~10min； （3）加入纯水至步骤（2）的混合物中，湿搅拌5~10min； （4）将硫酸溶液缓慢加入到步骤（3）混合物中，加酸时间控制在10~20min，过程中温度 不超过65℃，加酸完毕后，搅拌10~20min； （5）合膏完毕后； 3) 负极板涂填： 将拉网或连冲准备好的板栅分为上、下部，板栅上部涂填第一负极铅膏、板栅下部涂填 第二负极铅膏，涂填完毕后进入固化干燥，得负极板。 本发明提供的免维护铅酸蓄电池和现有技术相比具有以下优点： 1、极板采用上部、下部不一样的配方, 极板采用上、下部分别涂填, 下部通过铅膏的 含酸量不同，降低了铅膏视密度或者导电物质含量不同提高其利用率。如，由于下部采用低 视密度的铅膏，其孔率增加，更有利于硫酸浸入和扩散，故其欧姆内阻降低，有效改善了下 部活性物质利用率低的问题，提高了电池的容量。同时下部内阻降低、利用率提高减缓了上 部放电量比例高的问题，在同样放电量的情况下，极板上部放电量下降，放电倍率下降，故 活性物质软化脱落会降低，延长了电池使用寿命。 2、电池性能数据:通过本发明制备出的电池，在同样涂膏量的情况下，20h容量 （GB/T 5008-2013）提升2%~6%，低温放电（GB/T 5008-2013）提升4%~10%，循环耐久IV（GB/T 5008-2013）提升10%~40%。
一种长寿命高比能量免维护起动铅酸蓄电池及其生产方法，其正极板、负极板中至少有一类极板的板栅上部、下部涂覆的铅膏不同，板栅下部的铅膏导电性或利用率优于板栅上部的铅膏的导电性或利用率。极板采用上部、下部不一样的配方、分别涂填,下部通过铅膏的含酸量不同，降 全部
背景技术：
铅酸蓄电池主要由正极板、负极板、隔板、汇流排、电解液、槽盖等组成。极板是铅 酸蓄电池的核心部件，极板性能的好坏直接影响着电池的性能和使用寿命，而极板通常是 由板栅和铅膏组成的。铅膏主要作用是提供充放电过程中的能量储存和输出,是最主要的 活性物质直接参与反应，是影响蓄电池电池性能的关键因素。铅膏一般由铅粉、硫酸、纯水、 添加剂（如短纤维、木素）等组成，经过合适的和膏工艺、涂填、固化、干燥形成具有一定孔 率、具有优异充放电性能的活性物质载体。 铅酸蓄电池使用过程中,普遍存在使用率低、充不足而产生硫酸盐化现象，导致电 池性能下降, 铅酸蓄电池寿命不长等不足。为了解决上述技术难题,生产企业目前解决方 案一般是通过增加铅膏量、降低活性物质利用率来实现寿命的增加,现有技术解决方案缺 点如下：1、通过增加铅膏量提高了电池重量和铅耗，容量增加了，但成本也会增加；2、通过 配方调整降低活性物质利用率，但容量会下降，如果不能满足额定容量也需要增加膏量。
技术实现要素：
本发明解决的问题是提供一种成本低、活性物质利用率高的长寿命高比能量免维 护起动铅酸蓄电池。 本发明的目的还在于提供上述长寿命高比能量免维护起动铅酸蓄电池的生产方 法。 本发明的技术构思是: 电池在充放电过程中，由于存在欧姆内阻，故放电时电流 优先按照最小欧姆内阻的路径进行传输，由于电池的结构是采用上部有汇流排进行集流， 故极板上部优先反应，承担了大部分的放电电量，特别是在浅放电循环中。同理，在充电时， 极板下部同样存在较上部充电难的问题。这就导致在使用过程中上部活性物质利用率高、 下部活性物质利用率低的问题。在充放电过程中，正极铅膏在硫酸铅和铅之间互相转化，负 极铅膏在二氧化铅和硫酸铅之间互相转化，由于其摩尔体积不相同，故其不停的发生收缩 膨胀。 由于上部活性物质利用率高，导致上部容易出现活性物质软化脱落，电池使用寿 命缩短，终端客户不满意。在使用过程中，由于存在欧姆内阻，放电时极板下部利用率要明 显低于极板上部，充电时极板下部也要晚于极板上部，导致下部极板更容易出现使用率低、 充不足而产生硫酸盐化现象，导致电池性能下降。 本发明的正极板、负极板中至少有一类极板的板栅上涂覆的铅膏配方不同，使板 栅下部的铅膏的导电性优于板栅上部，使板栅上部和下部活性物质利用率接近，进而提高 蓄电池的寿命，使其具有长寿命、高比能量的优势。 本发明的技术方案包括极板、隔离膜、电解液和电池外壳，极板包括板栅和板栅表 5 CN 111599991 A 说 明 书 2/8 页 面涂覆的铅膏，所述极板分为正极板、负极板两类极板，所述正极板、负极板中至少有一类 极板的板栅上部、下部涂覆的铅膏不同，板栅下部的铅膏的导电性、或利用率优于板栅上部 的铅膏的导电性、或利用率。 本发明的正极板、负极板中至少有一类极板的板栅上部、下部涂覆的铅膏的含酸 量不同、和/或视密度不同、或者导电物质含量不同。 本发明所述正极板包括板栅和板栅表面涂覆的正极铅膏，所述正极铅膏为第一正 极铅膏、第二正极铅膏，板栅上部表面涂覆第一正极铅膏，板栅下部表面涂覆第二正极铅 膏；按照质量百分比计，组分如下： 第一正极铅膏组成：短纤维0.05%~0 .12%，红丹2%~15%，4BS种子0.4%~1 .5%，纯水8%~ 14%，1.38g/cm3硫酸溶液6%~12%，其余为铅粉；和膏完毕其视密度为4.0~4.7g/ml； 第二正极铅膏组成：短纤维0.05%~0 .12%，红丹2%~15%，4BS种子0.4%~1 .5%，纯水8%~ 14%，1.38g/cm3硫酸溶液10%~15%，其余为铅粉；和膏完毕其视密度为3.8~4.4g/ml； 本发明所述正极板的板栅上部比例为40%~70%，板栅下部比例为30%~60%。 或，本发明第一正极铅膏组成也可以为：短纤维0.07%~0.09%，红丹7%~10% ，4BS种 子0.8%~1.2%，纯水9%~11%，1.38g/cm 3硫酸溶液8%~10%，其余为铅粉； 第二正极铅膏组成也可以为：短纤维0.07%~0.09%，红丹7%~10% ，4BS种子0.8%~1.2%， 导电碳黑0.05%~0.5%，纯水9%~11%，1.38g/cm 3硫酸溶液8%~10%，其余为铅粉。 本发明所述负极板包括板栅和板栅表面涂覆的负极铅膏，所述负极铅膏为第一负 极铅膏、第二负极铅膏，板栅上部表面涂覆第一负极铅膏，板栅下部表面涂覆第二负极铅 膏；按照质量百分比计，组分如下： 所述第一负极铅膏组成：炭黑0.2%~0.4%，短纤维0.05%~0.1%，木素0.1%~0.3%，硫酸钡 0.5%~1.0%，纯水8%~12%，1.38g/cm 3硫酸溶液7%~12%，其余为铅粉；和膏完毕其视密度为4.0 ~4.5g/ml； 所述第二负极铅膏组成：炭黑0.2%~0.4%，短纤维0.06%~0.12%，木素0.1%~0.3%，硫酸钡 0.5%~1.0%，纯水9%~14%，1.38g/cm 3硫酸溶液8%~14%，其余为铅粉；和膏完毕其视密度为3.8 ~4.4g/ml； 本发明所述负极板的板栅上部比例为40%~70%，板栅下部比例为30%~60%。 或，本发明所第一负极铅膏组成也可以为：炭黑0.2%~0.3%，短纤维0.06%~0.08%， 木素0.2%~0.3%，硫酸钡0.6%~0.8%，纯水8%~10%，1.38g/cm 3硫酸溶液8%~10%，其余为铅粉； 所述第二负极铅膏组成也可以为：炭黑0.2%~0 .3%，导电碳纤维0.1%~0 .2%，短纤维 0.06%~0.08%，木素0.2%~0.3%，硫酸钡0.6%~0.8%，纯水8%~10%，1.38g/cm 3硫酸溶液8%~10%， 其余为铅粉。 本发明长寿命高比能量免维护起动铅酸蓄电池的生产方法，包括以下工序： 1）制备正极板； 2）制备负极板； 3)隔板： 隔板采用低电阻PE隔板; 4)电池组装： 将正极板、负极板和隔板通过包封机叠成极群组，然后将极群组进行铸焊，铸焊后将极 6 CN 111599991 A 说 明 书 3/8 页 群组放入电池槽内，通过对焊、热封、气密检测等组装成合格的半成品电池; 5)电池化成： 组装合格的半成品电池通过一次加酸，加酸采用分析纯硫酸，其密度为1.1~1.3g/ml， 加完酸后半小时内通电化成，化成完毕后将酸液倒掉； 6)二次加酸： 将酸液倒掉的电池二次加酸，酸液采用1.27~1.35g/cm 3分析纯硫酸，另外再添加质量 分数0.3%~2%的金属硫酸盐添加剂。 本发明的生产方法的工序6)二次加酸中，所述金属硫酸盐添加剂为硫酸钠、硫酸 锌、硫酸镁中的两种或多种。 本发明的生产方法，工序1）制备正极板中包括第一正极铅膏的制备、第二正极铅 膏的制备： 1)第一正极铅膏的制备,包括以下步骤： （1）将红丹与4BS种子进行机械预混2~5min，混合均匀； （2）将步骤（1）混合后的辅料与短纤维一起放入铅粉中，干搅拌5~10min； （3）加入纯水，湿搅拌5~10min； （4）将硫酸溶液缓慢加入到步骤（3）混合物中，加酸时间控制在10~20min，过程中温度 不超过65℃，加酸完毕后，搅拌10~20min; （5）合膏完毕后待用; 2)第二正极铅膏的制备,包括以下步骤： (1)将红丹与4BS种子进行机械预混2~5min，混合均匀； (2)将步骤（1）混合后的辅料与短纤维一起放入铅粉中，干搅拌5~10min； (3)加入纯水，湿搅拌5~10min； (4)将硫酸溶液缓慢加入到步骤（3）混合物中，加酸时间控制在10~20min，过程中温度 不超过65℃，加酸完毕后，搅拌10~20min, (5)合膏完毕后待用； 3)正极板涂填： 将拉网或连冲准备好的板栅分为上、下部，板栅上部涂填第一正极铅膏、板栅下部涂填 第二正极铅膏，涂填完毕后进入固化干燥，得正极板。 本发明的生产方法的工序2）制备负极板中包括第一负极铅膏的制备、第二负极铅 膏的制备： 1)第一负极铅膏的制备,包括以下步骤： （1）将炭黑、木素以及硫酸钡进行机械预混5~10min，混合均匀； （2）将步骤（1）混合后的辅料与短纤维一起加入铅粉中，干搅拌3~10min； （3）加入纯水至步骤（2）的混合物中，湿搅拌5~10min； （4）将硫酸溶液缓慢加入到步骤（3）混合物中，加酸时间控制在10~20min，过程中温度 不超过65℃，加酸完毕后，搅拌10~20min； （5）合膏完毕后； 2)第二负极铅膏的制备,包括以下步骤： （1）将炭黑、木素以及硫酸钡进行机械预混5~10min，混合均匀； 7 CN 111599991 A 说 明 书 4/8 页 （2）将步骤（1）混合后的辅料与短纤维一起加入铅粉中，干搅拌3~10min； （3）加入纯水至步骤（2）的混合物中，湿搅拌5~10min； （4）将硫酸溶液缓慢加入到步骤（3）混合物中，加酸时间控制在10~20min，过程中温度 不超过65℃，加酸完毕后，搅拌10~20min； （5）合膏完毕后； 3) 负极板涂填： 将拉网或连冲准备好的板栅分为上、下部，板栅上部涂填第一负极铅膏、板栅下部涂填 第二负极铅膏，涂填完毕后进入固化干燥，得负极板。 本发明提供的免维护铅酸蓄电池和现有技术相比具有以下优点： 1、极板采用上部、下部不一样的配方, 极板采用上、下部分别涂填, 下部通过铅膏的 含酸量不同，降低了铅膏视密度或者导电物质含量不同提高其利用率。如，由于下部采用低 视密度的铅膏，其孔率增加，更有利于硫酸浸入和扩散，故其欧姆内阻降低，有效改善了下 部活性物质利用率低的问题，提高了电池的容量。同时下部内阻降低、利用率提高减缓了上 部放电量比例高的问题，在同样放电量的情况下，极板上部放电量下降，放电倍率下降，故 活性物质软化脱落会降低，延长了电池使用寿命。 2、电池性能数据:通过本发明制备出的电池，在同样涂膏量的情况下，20h容量 （GB/T 5008-2013）提升2%~6%，低温放电（GB/T 5008-2013）提升4%~10%，循环耐久IV（GB/T 5008-2013）提升10%~40%。
