阅读说明：本技术 一种汽车起停用efb电池及其制备方法 (EFB battery for starting and stopping of automobile and preparation method thereof ) 是由 何军华 李晓景 于 2019-11-29 设计创作，主要内容包括：本发明属于蓄电池技术领域,具体涉及一种汽车起停用EFB电池,由如下组分组成：铅、钙、锡、铝、银、铋、短纤维、炭黑、三氧化二锑、纯水、超细硫酸钡、纳米炭、硫酸、木素磺酸钠,本发明的冷启动电流值(CCA)达到了700A,比普通电池提高了20%；本发明的静态充电接受能力达到了4.0,比普通电池提高了50%；本发明的起停循环能力达到了36000次；本发明的放电量与额定容量的百分比(DOD)循环超过了36个单元,为普通电池的6倍以上。(The invention belongs to the technical field of storage batteries, and particularly relates to an EFB battery for starting and stopping an automobile, which comprises the following components: lead, calcium, tin, aluminum, silver, bismuth, short fiber, carbon black, antimony trioxide, pure water, superfine barium sulfate, nano-carbon, sulfuric acid and sodium lignosulfonate, wherein the cold start current value (CCA) of the battery reaches 700A, and is increased by 20% compared with a common battery; the static charging acceptance of the invention reaches 4.0, which is improved by 50% compared with the common battery; the start-stop circulation capacity of the invention reaches 36000 times; the percentage of discharge capacity to rated capacity (DOD) cycle of the invention exceeds 36 units, which is more than 6 times of that of the common battery.)

一种汽车起停用EFB电池及其制备方法

技术领域

本发明属于蓄电池技术领域，具体涉及汽车起停用EFB电池及其制备方法。

背景技术

随着汽车制造业的发展，汽车起停技术逐渐得到应用。汽车起停功能就是在刹车停车时，发动机停止工作，节省汽油，减少了尾气排放，起步时发动机自动起动。由于频繁的起动-停止-起动，就需要与汽车配套的蓄电池具有在PSoC模式下的循环寿命性能。传统的汽车配套蓄电池，起动性能优良，循环寿命性能达不到起停技术的要求。因此有必要设计一种具有高功率输出、快速充电的接受能力、PSoC模式下循环的寿命长的EFB电池。

发明内容

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

本发明提出一种汽车起停用EFB电池，由如下组分组成：铅、钙、锡、铝、银、铋、短纤维、炭黑、三氧化二锑、纯水、超细硫酸钡、纳米炭、硫酸、木素磺酸钠。

本发明还提出一种汽车起停用EFB电池的制备方法，包括以下步骤：

步骤1：制备铅粉，首先采用电解法制取铅锭，然后通过球磨法制取铅粉，并将硫酸稀释至密度为1.200-1.600g/cm³备用；

步骤2：制备板栅原料，按照如下质量份比例的方式配制成板栅原料备用，钙：锡：铝：银：铋：铅锭的质量比为：0.08-0.12%：0.8-1.2%：0.02-0.04%：0.03-0.05%：0.02-0.05%：余量；

步骤3：将铅粉与下列成分按照重量份数混合制备成正极铅膏备用，铅粉100重量份、短纤维0.1-0.12重量份、炭黑0.1-0.5重量份、三氧化二锑0.03-0.06重量份、稀硫酸7.7-9.1重量份和纯水11-13重量份；

步骤4：将铅粉与下列成分按照重量份数混合制备成负极铅膏备用，铅粉100重量份和超细硫酸钡0.6-1重量份、木素磺酸钠0.1-0.6重量份、纳米炭0.2-0.6重量份、短纤维0.08-0.1重量份、稀硫酸6.3-7.7重量份、纯水10-12重量份；

步骤5：将制备好的板栅原料放入铅炉内加热至熔化后铸入金属模具内，待自然冷却后出模，修整至适宜大小；

步骤6：将修整好的板栅分成正、负极板栅，并将制备好的正极铅膏、负极铅膏分别涂抹于正极板栅、负极板栅表面，完成后进行固化、干燥，得到正、负极板；

步骤7：将正、负极板按要求焊接成极群组，将极群组装入电池槽密封，灌入稀硫酸，并充电15-20h。

优选的，所述步骤1中，所述铅粉由电解铅制成，其中，杂质铁：锑：砷的质量比为0-0.0007%：0-0.0005%：0-0.0005%。

优选的，所述步骤3中，制备正极铅膏的步骤为：将铅粉、短纤维、炭黑、三氧化二锑和纯水混合搅拌均匀，期间不断淋入稀硫酸；所述步骤4中，制备负极铅膏的步骤为：将铅粉、超细硫酸钡、木素磺酸钠、纳米炭、短纤维和纯水混合搅拌均匀，期间不断淋入稀硫酸。

优选的，所述步骤6中，固化工序包括如下步骤：

（1）温度57-63℃，湿度95-99%，蒸汽加湿，固化3-6小时；

（2）温度52-57℃，湿度87-93%，蒸汽加湿，固化14-17小时；

（3）温度48-52℃，湿度76-83%，固化7-10小时；

（4）温度47-53℃，湿度41-47%，固化8-12小时。

优选的，所述步骤6中，干燥工序包括如下步骤：

（1）温度61-66℃，湿度<30%，干燥8-11小时；

（2）温度66-71℃，干燥19-23小时。

优选的，所述步骤7中，将正极板、负极板按一层正极板、一层隔板、一层负极板的要求加压装配，得到电池单体，将多个电池单体通过热熔焊接直连，得到极群组，将极群组放入电池槽中，经过穿壁焊和热封后得到电池。

优选的，所述隔板由高强度PE材料制成，且隔板表面覆盖有一层超细玻璃纤维；加压至20-33KPa；所述电池槽有高纯改性PP塑料注塑成型。

本发明提出的一种汽车起停用EFB电池及其制备方法，具有以下有益效果：

（1）本发明的冷启动电流值（CCA）达到了700A，比普通电池提高了20%；

（2）本发明的静态充电接受能力达到了4.0，比普通电池提高了50%；

（3）本发明的起停循环能力达到了36000次；

（4）本发明的放电量与额定容量的百分比（DOD）循环超过了36个单元，为普通电池的6倍以上。

具体实施方式

本发明提出一种汽车起停用EFB电池，由如下组分组成：铅、钙、锡、铝、银、铋、短纤维、炭黑、三氧化二锑、纯水、超细硫酸钡、纳米炭、硫酸、木素磺酸钠。

本发明还提出一种汽车起停用EFB电池的制备方法，包括以下步骤：

步骤1：制备铅粉，首先采用电解法制取铅锭，然后通过球磨法制取铅粉，所述铅粉由电解铅制成（铁、锑和砷为杂质），其中，杂质铁：锑：砷的质量比为0-0.0007%：0-0.0005%：0-0.0005%，并将硫酸稀释至密度为1.200-1.600g/cm³备用；

步骤2：制备板栅原料，按照如下质量份比例的方式配制成板栅原料备用，钙：锡：铝：银：铋：铅锭的质量比为：0.08-0.12%：0.8-1.2%：0.02-0.04%：0.03-0.05%：0.02-0.05%：余量；

步骤3：将铅粉与下列成分按照重量份数混合制备成正极铅膏备用，铅粉100重量份、短纤维0.1-0.12重量份、炭黑0.1-0.5重量份、三氧化二锑0.03-0.06重量份、稀硫酸7.7-9.1重量份和纯水11-13重量份，制备正极铅膏的步骤为：将铅粉、短纤维、炭黑、三氧化二锑和纯水混合搅拌均匀，期间不断淋入稀硫酸；

步骤4：将铅粉与下列成分按照重量份数混合制备成负极铅膏备用，铅粉100重量份和超细硫酸钡0.6-1重量份、木素磺酸钠0.1-0.6重量份、纳米炭0.2-0.6重量份、短纤维0.08-0.1重量份、稀硫酸6.3-7.7重量份、纯水10-12重量份，制备负极铅膏的步骤为：将铅粉、超细硫酸钡、木素磺酸钠、纳米炭、短纤维和纯水混合搅拌均匀，期间不断淋入稀硫酸；

步骤5：将制备好的板栅原料放入铅炉内加热至熔化后铸入金属模具内，待自然冷却后出模，修整至适宜大小；

步骤6：将修整好的板栅分成正、负极板栅，并将制备好的正极铅膏、负极铅膏分别涂抹于正极板栅、负极板栅表面，完成后进行固化、干燥，得到正、负极板，固化工序包括如下步骤：（1）温度57-63℃，湿度95-99%，蒸汽加湿，固化3-6小时；（2）温度52-57℃，湿度87-93%，蒸汽加湿，固化14-17小时；（3）温度48-52℃，湿度76-83%，固化7-10小时；（4）温度47-53℃，湿度41-47%，固化8-12小时；干燥工序包括如下步骤：（1）温度61-66℃，湿度<30%，干燥8-11小时；（2）温度66-71℃，干燥19-23小时；

步骤7：将正、负极板按按一层正极板、一层隔板（隔板由高强度PE材料制成，且隔板表面覆盖有一层超细玻璃纤维）、一层负极板的要求加压至20-33KPa装配成电池单体，并将多个电池单体通过热熔焊接直连成极群组（降低电阻），将极群组装入高纯改性PP塑料注塑成型的电池槽（耐腐蚀、耐老化、耐变形）经过穿壁焊和热封式密封，灌入稀硫酸，并充电15-20h。

通过上述比例制作的正、负极铅膏可以增加板栅的强度和耐腐蚀性能，并能增加腐蚀层的厚度，降低腐蚀层的电阻。

下文将结合具体实施例对本发明的技术方案做更进一步的详细说明。下列实施例仅为示例性地说明和解释本发明，而不应被解释为对本发明保护范围的限制。凡基于本发明上述内容所实现的技术均涵盖在本发明旨在保护的范围内。

除非另有说明，以下实施例中使用的原料和试剂均为市售商品，或者可以通过已知方法制备。

实施例1

本发明提出一种汽车起停用EFB电池，由如下组分组成：铅、钙、锡、铝、银、铋、短纤维、炭黑、三氧化二锑、纯水、超细硫酸钡、纳米炭、硫酸、木素磺酸钠。

本发明还提出一种汽车起停用EFB电池的制备方法，包括以下步骤：

步骤1：制备铅粉，首先采用电解法制取铅锭，然后通过球磨法制取铅粉，所述铅粉由电解铅制成，其中，杂质铁：锑：砷的质量比为0.0001%：0%：0%，并将硫酸稀释至密度为1.200g/cm³备用；

步骤2：制备板栅原料，按照如下质量份比例的方式配制成板栅原料备用，钙：锡：铝：银：铋：铅锭的质量比为：0.08%：0.8%：0.02%：0.03%：0.02%：余量；

步骤3：将铅粉与下列成分按照重量份数混合制备成正极铅膏备用，铅粉100重量份、短纤维0.1重量份、炭黑0.1重量份、三氧化二锑0.03重量份、稀硫酸7.7重量份和纯水11重量份，制备正极铅膏的步骤为：将铅粉、短纤维、炭黑、三氧化二锑和纯水混合搅拌均匀，期间不断淋入稀硫酸；

步骤4：将铅粉与下列成分按照重量份数混合制备成负极铅膏备用，铅粉100重量份和超细硫酸钡0.6重量份、木素磺酸钠0.1重量份、纳米炭0.2重量份、短纤维0.08重量份、稀硫酸6.3重量份、纯水10重量份，制备负极铅膏的步骤为：将铅粉、超细硫酸钡、木素磺酸钠、纳米炭、短纤维和纯水混合搅拌均匀，期间不断淋入稀硫酸；

步骤5：将制备好的板栅原料放入铅炉内加热至熔化后铸入金属模具内，待自然冷却后出模，修整至适宜大小；

步骤6：将修整好的板栅分成正、负极板栅，并将制备好的正极铅膏、负极铅膏分别涂抹于正极板栅、负极板栅表面，完成后进行固化、干燥，得到正、负极板，固化工序包括如下步骤：（1）温度57℃，湿度95%，蒸汽加湿，固化3小时；（2）温度52℃，湿度87%，蒸汽加湿，固化14小时；（3）温度48℃，湿度76%，固化7小时；（4）温度47℃，湿度41%，固化8小时；干燥工序包括如下步骤：（1）温度61℃，湿度5%，干燥8小时；（2）温度66℃，干燥19小时；

步骤7：将正、负极板按按一层正极板、一层隔板（隔板由高强度PE材料制成，且隔板表面覆盖有一层超细玻璃纤维）、一层负极板的要求加压至20KPa装配成电池单体，并将多个电池单体通过热熔焊接直连成极群组（降低电阻），将极群组装入高纯改性PP塑料注塑成型的电池槽（耐腐蚀、耐老化、耐变形）经过穿壁焊和热封式密封，灌入稀硫酸，并充电15h。

实施例2

本发明提出一种汽车起停用EFB电池，由如下组分组成：铅、钙、锡、铝、银、铋、短纤维、炭黑、三氧化二锑、纯水、超细硫酸钡、纳米炭、硫酸、木素磺酸钠。

本发明还提出一种汽车起停用EFB电池的制备方法，包括以下步骤：

步骤1：制备铅粉，首先采用电解法制取铅锭，然后通过球磨法制取铅粉，所述铅粉由电解铅制成，其中，杂质铁：锑：砷的质量比为0.0007%：0.0005%：0.0005%，并将硫酸稀释至密度为1.600g/cm³备用；

步骤2：制备板栅原料，按照如下质量份比例的方式配制成板栅原料备用，钙：锡：铝：银：铋：铅锭的质量比为：0.12%：1.2%：0.04%：0.05%：0.05%：余量；

步骤3：将铅粉与下列成分按照重量份数混合制备成正极铅膏备用，铅粉100重量份、短纤维0.12重量份、炭黑0.5重量份、三氧化二锑0.06重量份、稀硫酸9.1重量份和纯水13重量份，制备正极铅膏的步骤为：将铅粉、短纤维、炭黑、三氧化二锑和纯水混合搅拌均匀，期间不断淋入稀硫酸；

步骤4：将铅粉与下列成分按照重量份数混合制备成负极铅膏备用，铅粉100重量份和超细硫酸钡1重量份、木素磺酸钠0.6重量份、纳米炭0.6重量份、短纤维0.1重量份、稀硫酸7.7重量份、纯水12重量份，制备负极铅膏的步骤为：将铅粉、超细硫酸钡、木素磺酸钠、纳米炭、短纤维和纯水混合搅拌均匀，期间不断淋入稀硫酸；

步骤5：将制备好的板栅原料放入铅炉内加热至熔化后铸入金属模具内，待自然冷却后出模，修整至适宜大小；

步骤6：将修整好的板栅分成正、负极板栅，并将制备好的正极铅膏、负极铅膏分别涂抹于正极板栅、负极板栅表面，完成后进行固化、干燥，得到正、负极板，固化工序包括如下步骤：（1）温度63℃，湿度99%，蒸汽加湿，固化6小时；（2）温度57℃，湿度93%，蒸汽加湿，固化17小时；（3）温度52℃，湿度83%，固化10小时；（4）温度53℃，湿度47%，固化12小时；干燥工序包括如下步骤：（1）温度66℃，湿度30%，干燥11小时；（2）温度71℃，干燥23小时；

步骤7：将正、负极板按按一层正极板、一层隔板（隔板由高强度PE材料制成，且隔板表面覆盖有一层超细玻璃纤维）、一层负极板的要求加压至33KPa装配成电池单体，并将多个电池单体通过热熔焊接直连成极群组（降低电阻），将极群组装入高纯改性PP塑料注塑成型的电池槽（耐腐蚀、耐老化、耐变形）经过穿壁焊和热封式密封，灌入稀硫酸，并充电20h。

实施例3

本发明提出一种汽车起停用EFB电池，由如下组分组成：铅、钙、锡、铝、银、铋、短纤维、炭黑、三氧化二锑、纯水、超细硫酸钡、纳米炭、硫酸、木素磺酸钠。

本发明还提出一种汽车起停用EFB电池的制备方法，包括以下步骤：

步骤1：制备铅粉，首先采用电解法制取铅锭，然后通过球磨法制取铅粉，所述铅粉由电解铅制成，其中，杂质铁：锑：砷：铅的质量比为0.0006%：0.0004%：0.0004%，并将硫酸稀释至密度为1.300g/cm³备用；

步骤2：制备板栅原料，按照如下质量份比例的方式配制成板栅原料备用，钙：锡：铝：银：铋：铅锭的质量比为：0.09%：0.9%：0.03%：0.04%：0.03%：余量；

步骤3：将铅粉与下列成分按照重量份数混合制备成正极铅膏备用，铅粉100重量份、短纤维0.11重量份、炭黑0.3重量份、三氧化二锑0.04重量份、稀硫酸8.1重量份和纯水12重量份，制备正极铅膏的步骤为：将铅粉、短纤维、炭黑、三氧化二锑和纯水混合搅拌均匀，期间不断淋入稀硫酸；

步骤4：将铅粉与下列成分按照重量份数混合制备成负极铅膏备用，铅粉100重量份和超细硫酸钡0.8重量份、木素磺酸钠0.4重量份、纳米炭0.4重量份、短纤维0.09重量份、稀硫酸7重量份、纯水11重量份，制备负极铅膏的步骤为：将铅粉、超细硫酸钡、木素磺酸钠、纳米炭、短纤维和纯水混合搅拌均匀，期间不断淋入稀硫酸；

步骤5：将制备好的板栅原料放入铅炉内加热至熔化后铸入金属模具内，待自然冷却后出模，修整至适宜大小；

步骤6：将修整好的板栅分成正、负极板栅，并将制备好的正极铅膏、负极铅膏分别涂抹于正极板栅、负极板栅表面，完成后进行固化、干燥，得到正、负极板，固化工序包括如下步骤：（1）温度59℃，湿度97%，蒸汽加湿，固化5小时；（2）温度54℃，湿度89%，蒸汽加湿，固化15小时；（3）温度51℃，湿度81%，固化9小时；（4）温度52℃，湿度43%，固化9小时；干燥工序包括如下步骤：（1）温度63℃，湿度15%，干燥9小时；（2）温度68℃，干燥21小时；

步骤7：将正、负极板按按一层正极板、一层隔板（隔板由高强度PE材料制成，且隔板表面覆盖有一层超细玻璃纤维）、一层负极板的要求加压至25KPa装配成电池单体，并将多个电池单体通过热熔焊接直连成极群组（降低电阻），将极群组装入高纯改性PP塑料注塑成型的电池槽（耐腐蚀、耐老化、耐变形）经过穿壁焊和热封式密封，灌入稀硫酸，并充电16h。

实施例4

本发明提出一种汽车起停用EFB电池，由如下组分组成：铅、钙、锡、铝、银、铋、短纤维、炭黑、三氧化二锑、纯水、超细硫酸钡、纳米炭、硫酸、木素磺酸钠。

本发明还提出一种汽车起停用EFB电池的制备方法，包括以下步骤：

步骤1：制备铅粉，首先采用电解法制取铅锭，然后通过球磨法制取铅粉，所述铅粉由电解铅，其中，杂质铁：锑：砷的质量比为0.0003%：0.0001%：0.0001%，并将硫酸稀释至密度为1.400g/cm³备用；

步骤2：制备板栅原料，按照如下质量份比例的方式配制成板栅原料备用，钙：锡：铝：银：铋：铅锭的质量比为：0.11%：1.1%：0.03%：0.04%：0.04%：余量；

步骤3：将铅粉与下列成分按照重量份数混合制备成正极铅膏备用，铅粉100重量份、短纤维0.11重量份、炭黑0.4重量份、三氧化二锑0.05重量份、稀硫酸9重量份和纯水12重量份，制备正极铅膏的步骤为：将铅粉、短纤维、炭黑、三氧化二锑和纯水混合搅拌均匀，期间不断淋入稀硫酸；

步骤4：将铅粉与下列成分按照重量份数混合制备成负极铅膏备用，铅粉100重量份和超细硫酸钡0.9重量份、木素磺酸钠0.5重量份、纳米炭0.5重量份、短纤维0.09重量份、稀硫酸7.5重量份、纯水11重量份，制备负极铅膏的步骤为：将铅粉、超细硫酸钡、木素磺酸钠、纳米炭、短纤维和纯水混合搅拌均匀，期间不断淋入稀硫酸；

步骤5：将制备好的板栅原料放入铅炉内加热至熔化后铸入金属模具内，待自然冷却后出模，修整至适宜大小；

步骤6：将修整好的板栅分成正、负极板栅，并将制备好的正极铅膏、负极铅膏分别涂抹于正极板栅、负极板栅表面，完成后进行固化、干燥，得到正、负极板，固化工序包括如下步骤：（1）温度60℃，湿度98%，蒸汽加湿，固化4小时；（2）温度55℃，湿度90%，蒸汽加湿，固化16小时；（3）温度50℃，湿度80%，固化8小时；（4）温度50℃，湿度45%，固化10小时；干燥工序包括如下步骤：（1）温度65℃，湿度5%，干燥10小时；（2）温度70℃，干燥20小时；

步骤7：将正、负极板按按一层正极板、一层隔板（隔板由高强度PE材料制成，且隔板表面覆盖有一层超细玻璃纤维）、一层负极板的要求加压至31KPa装配成电池单体，并将多个电池单体通过热熔焊接直连成极群组（降低电阻），将极群组装入高纯改性PP塑料注塑成型的电池槽（耐腐蚀、耐老化、耐变形）经过穿壁焊和热封式密封，灌入稀硫酸，并充电17h。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式。但是，本发明不限定于上述实施方式。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。