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1、废旧铅膏制备负极板的性能研究废旧铅膏制备负极板的性能研究 2015/06/03 再生资源与循环经济杂志2015年第四期1极板制备、电池组装及测试正极板和常规负极板为采用一号精铅球磨法铅粉的正常极板，试验电池负极板采用回收铅粉。试验负极板的和膏，固化工艺根据回收铅粉的物性进行调整。由于回收铅粉氧化度较高，吸水量增大，和膏中加水量提高至16.5%（相对于铅粉使用质量，下同）。另外，废旧铅粉中的BaSO4在处理过程中不易除去，因此BaSO4的添加量降低至0.3%，其他如腐殖酸、木素、短纤维等添加剂按正常工艺执行。铅膏视比重控制在4.2g/cm3。板栅尺寸为44.369.01.3mm的Pb-Ca合金板
2、栅，涂膏量为17g。固化工艺采用高温高湿固化工艺。样品电池采用“两正一负”的装配模式，电解液密度为1.265g/cm3，装配及内化成工艺按华富公司生产工艺执行。电池测试采用CT-3008W5V3A-TF型（深圳市新威尔电子有限公司）高精度电池性能测试系统。充电接受能力和荷电保持能力测试按国家标准GB/T22199-2008电动助力车用密封铅酸蓄电池执行。容量测试：恒流恒压充电（电流为0.4A，电压为2.45V，时间为10h）；恒流放电（电流为0.9A，截止电位为1.75V）。循环寿命测试：对两种电池各选取5只进行100%DoD循环，以0.9A放电至1.75V；放电后，恒压2.45V，限流0.4
3、A，充电10h，再静置1h，为1次循环，直至容量连续3次低于75%时，视为寿命终止。2结果与讨论2.1废旧铅粉回收处理表1显示了废旧负极铅膏的组成成分，PbSO4的含量高达72.3%，说明负极的硫酸盐化非常严重。如图1所示，采用碳酸盐脱硫以及高温煅烧的工艺路线进行处理。PbCO3和PbSO4的解离系数分别为3.310-14和1.0610-8，因此反应式（1）的平衡系数为3.2105，说明PbSO4非常易于转化为PbCO3。通过对比表1中PbSO4，Pb，PbO的含量，处理后的PbSO4含量低至3.5%。通过优化反应物料比和反应时间，获得了极高的脱硫效率。PbCO3的热分解温度在180350，为
4、了防止PbO与空气中O2进一步反应生成Pb3O4，在N2氛围进行煅烧。球磨铅粉是由表面覆盖一层PbO的金属铅微粒组成的颗粒状粉末，即一种金属铅和PbO组成的核壳型微粒。而回收铅粉经过高温烧结处理，PbCO3发生分解，金属Pb也发生氧化反应，因此其氧化度高达93.1%，见表2，其表观密度则下降至1.18g/cm3，吸水量上升至192mL/kg。图2的数码图像也能够清晰反映物料的颜色差异，球磨铅粉（A）呈现为黄绿色，灰黑色的废旧负极铅粉（B）经过脱硫后变成灰色（C），煅烧后得到的是黄褐色的粉体（D）。2.2负极板的制备和电池性能由于回收铅粉氧化度和吸水率高，如1.3中所述，对和膏工艺进行了优化。采
5、用高温高湿的固化工艺，极板裂纹得到有效抑制，但是活性物质颗粒间粘合力较弱导致极板跌落强度差。本实验中，采用2种负极板装配得到1.8Ah电池，电池性能如表3所示。图3显示样品电池在0.5C放电速率下的容量曲线，实验电池的放电容量略低，为1747.9mAh，可能是由于回收铅粉时比重低导致活性物质颗粒结合较为疏松，极板内阻增大，活性物质利用率较低。此外，实验电池具有较好的荷电保持能力，存放28d后，依然保持有初始容量的97.3%。图4显示了两种电池在100%DoD下的容量衰减情况。在循环测试初期，实验电池有更为明显的容量上升。在电极的充放电过程中，活性物质存在膨胀和收缩现象，使活性物质易于脱落。相比之下，实验电池的容量衰减比常规电池更明显，可能还是与活性物质间疏松的内部结构有关。3结论通过碳酸盐脱硫-高温烧结的方法回收处理负极废旧铅膏得到纯度较高的氧化铅粉体。对比了铅粉的物性特征，优化了负极板制备工艺，得到的实验电池性能较好，能基本满足使用要求。但是活性物质的稳定性没有得到很好的提高，下一步将优化铅粉处理工艺，改善其表面形貌，同时优化电池制作相关技术工艺，结合添加剂的使用，使电池循环寿命得以延长。作者：黄毅汪的华朱明海于尊奎顾立贞周寿斌单位：江苏华富储能新技术股份有限公司 上一个文章： 循环型工业的发展模式研究下一个文章： 废旧电器电子产品管理措施
