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TW201528585A - 浸液式鉛酸電池及製造該電池之方法 - Google Patents

浸液式鉛酸電池及製造該電池之方法 Download PDF

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TW201528585A
TW201528585A TW103133570A TW103133570A TW201528585A TW 201528585 A TW201528585 A TW 201528585A TW 103133570 A TW103133570 A TW 103133570A TW 103133570 A TW103133570 A TW 103133570A TW 201528585 A TW201528585 A TW 201528585A
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Abstract

本發明提供用於浸液式深放電鉛-酸電池的正活性材料漿料，製造該正活性材料漿料之方法及包含該正活性材料漿料之鉛-酸電池。此正活性漿料包含氧化鉛、硫酸鹽添加劑及一水性酸。此正活性材料漿料含有約0.1至約1.0wt%之硫酸鹽添加劑。使用此正活性材料漿料的電池相對具傳統正活性材料漿料之電池呈現大大的改良性能。

Description

浸液式鉛酸電池及製造該電池之方法 發明領域
本申請案主張於2008年4月8日提出申請之美國專利臨時申請案第61/043,377號，名稱為"浸液式Lead-acid Battery And Method Of Making The Same"之優先權，該專利全文併入本案做為參考。
本發明有關於浸液式或濕式芯鉛-酸電化學電池，且更詳言之，其為有關用於此電池的正活性材料漿料與其之製造及使用方法。
發明背景
一典型的浸液式鉛酸電池包含正及負電極柵與電解液。電極柵，其主要以鉛製成，通常與銻、鈣或錫合金以改良機械性質。銻通常為用於深度放電電池的較佳合金材料。
在浸液式鉛酸電池中，正及負活性材料漿料為分別塗覆於正及負電極柵上以形成正及負極板。正及負活性材料漿料一般包括氧化鉛(PbO或氧化鉛(II))。電解液典型地包含酸性水溶液，最常見為硫酸。當電池裝配好，電池 進行一成形步驟，其中施用一電荷至電池以轉換正極板的氧化鉛為二氧化鉛(PbO2或氧化鉛(IV))及負極板的氧化鉛為鉛。
在成形步驟後，電池可反覆地在操作中放電及充電。在電池放電期間，正及負活性材料與電解液的硫酸反應形成硫酸鉛(II)(PbSO4)。藉由硫酸與正及負活性材料的反應，消耗部份的電解液硫酸。然而，當電池放電時，硫酸回至電解液。在放電期間，正及負活性材料與電解液的硫酸之反應可用下列化學式表示。
負電極的反應：Pb(s)+SO4 2-(aq) ←→ PbSO4(s)+2e-
正電極的反應：PbO2(s)+SO4 2-(aq)+4H++2e- ←→ PbSO4(s)+2(H2O)(1)
如這些化學式所示，在放電期間，產生電能，使得浸液式鉛酸電池對很多應用是合適的電源。例如，可使用浸液式鉛酸電池為一電動載具如堆高機、高爾夫球車、電動車、及油電混合車的電源。浸液式鉛-酸電池用於緊急或備用電源，或儲存由光電系統產生的電能。
為了充電浸液式鉛酸電池，放電反應可藉由經一充電源施用電壓而回復。在充電期間，硫酸鉛與離子水的氧分子反應產生鉛及二氧化鉛。二氧化鉛沈積在正電極而鉛沈積在負電極。
已知沈積在正電極的二氧化鉛以二不同的結晶結構存在，α-PbO2及β-PbO2。在此二者中，α-PbO2傾向 具有提供較低表面積的較大的結晶而β-PbO2具有提供較高表面積的較小的結晶。在電池中，α-PbO2之較大的晶體尺寸及較小表面積傾向於較低初始電池容量，但與提供較高的初始電池容量的β-PbO2之較小的晶體尺寸及較大表面積相比則傾向提供較長壽命但是較短的電池壽命。當最初形成時，典型的深放電浸液式鉛酸電池的正活性材料漿料傾向於呈現α-PbO2與β-PbO2比例為約1.2或更高。
在浸液式電池中加入硫酸錫至正電極為已知的，但通常限制用於使用由鉛-鈣合金製成之正電極的電池中。已知使用鉛-鈣合金正電極柵的電池在的柵表面遭受不良的界定腐蝕層之發展，此可能限制電池壽命。已建議加入錫至製成柵的合金，或錫施用至柵表面將在柵表面形成一富含錫的層，且如此做將改良柵在界面表面的腐蝕層性質。然而，亦已大致認知鉛-銻合金的正電極柵具有良好界定的腐蝕層，且因此，不能自富含錫層的形成得到優勢。此外，大致已認知於電池使用期間，在正電極柵提供的任何錫傾向移動至負電極柵，且如此做將改變負電極柵的一半電位且不利影響電池的再充電特性。
發明概要
本發明之一實施例為有關用於包含鉛-銻合金正電極柵的浸液式深放電鉛-酸電池型式之改良的正活性材料漿料。該正活性材料漿料包含氧化鉛、金屬硫酸鹽添加劑及硫酸。此正活性材料漿料可選擇性地包含一結合劑如 聚酯纖維。依據一實施例，金屬硫酸鹽為硫酸錫。對該實施例，金屬硫酸鹽添加劑在漿料中的可存在量為乾重的約0.2wt%或更少量。在另一實施例中，硫酸錫添加劑在漿料中的可存在量為乾重的約0.18wt%或更少量。當電池形成時，漿料的氧化鉛轉換為二氧化鉛，且其相信金屬硫酸鹽同樣地轉換為金屬氧化物。
在本發明一實施例中，用於正活性材料漿料的鉛與金屬(或金屬氧化物)莫耳比範圍為約200：1至約825：1。在一例示的實施例中，鉛與金屬的莫耳比(或金屬氧化物)大於約450：1(對應於基於乾重之約0.22wt%的硫酸錫(硫酸錫為添加劑)最初量)。在另一實施例中，正活性材料漿料之鉛與金屬添加劑的莫耳比為介於約450：1及約650：1(對應於基於乾重之約0.15至wt%約0.22wt%的硫酸錫(硫酸錫為添加劑)最初量)。在又另一實施例，正活性材料漿料之鉛與金屬添加劑的莫耳比為約500：1(對應於基於乾重之約0.2wt%的硫酸錫(當硫酸錫為添加劑)最初量)。
對以錫作為金屬添加劑的實施例而言，錫可以經硫酸錫提供至漿料。對該些實施例，正活性材料漿料的鉛與錫重量比可大於約800：1(對應於基於乾重之約0.22wt%的硫酸錫最初量)。在另一實施例中，正活性材料漿料的鉛與錫重量比介於約800：1與約1100：1(對應於基於乾重之約0.15至約0.22wt%的硫酸錫最初量)。在又另一實施例，正活性材料漿料的鉛與錫重量比為約900：1(對應於基於乾重之約0.19wt%的硫酸錫最初量)。
在未受限於任何理論，咸信在電池形成後，此生成的漿料當與傳統正活性材料漿料相比較時，其具有一較小的結晶結構且因此在熟化後具有一較高的表面積。此外，包括一重量比為約900：1的金屬添加劑，如錫，可降低在形成電池之α-PbO2與β-PbO2的比例至介於約0.8及1.0，形成同時有高初始容量及長電池壽命的電池。
金屬添加劑大致在形成前在一正活性材料漿料中以一金屬硫酸鹽提供。除了硫酸錫的適合硫酸鹽可包含鋅(ZnSO4)、氧化鈦(TiOSO4)、鈣(CaSO4)、鉀(K2SO4)、鉍(Bi2(SO4)3)及銦(In2(SO4)3)的硫酸鹽。
本發明另一實施例為有關一種製備用於包含鉛-銻合金柵型式之浸液式深放電鉛-酸電池之正活性材料漿料的方法。該方法包含混合氧化鉛、一結合劑如聚酯纖維、及硫酸鹽添加劑以形成乾混合物，加水至該乾混合物並濕混合該生成的混合物。接著加入酸以形成正活性材料漿料。
在本發明另一實施例中，一浸液式深放電鉛-酸電池包含該正活性材料漿料。此一浸液式深放電鉛-酸電池包含一與銻合金的正電極柵合金。如上所述的正活性材料漿料施用至該正電極柵。在一實施例中，例如，此正電極柵包含約2至約11wt%銻。在另一實施例中，正電極柵包含約2至約6wt%銻。雖然期待某些量之銻以改良柵的機械性質，但若加入太多銻，則其可造成最終電池的不欲氣化，且亦可能提高柵的成本。因此，具低量銻的合金為有利的。
當與一具有相似大小及重量但在正活性材料漿 料中不包含金屬添加劑的傳統浸液式深放電鉛-酸電池比較，在正活性材料漿料中包含金屬添加劑的浸液式深放電鉛-酸電池在電池壽命期間傾向保留一較高的容量。因此，本發明之電池與傳統電池相較可提供在電池壽命期間可提供一較高的總電力輸出。
10‧‧‧電池
12‧‧‧正電極柵
14‧‧‧負電極柵
16‧‧‧正活性材料漿料
18‧‧‧負活性材料漿料
22‧‧‧電池殼
24‧‧‧分隔器
26‧‧‧正電流收集器
28‧‧‧負電流收集器
32‧‧‧電解液溶液
34、36‧‧‧電池接線柱
42‧‧‧排氣孔
44‧‧‧排氣罩
本發明的前述及其他特徵可參考下列詳說明並配合附圖而更佳瞭解，其中：第1圖為依本發明一實施例的浸液式深放電鉛-酸電池的示意橫斷面圖；及第2至4圖為比較本發明一實施例的浸液式深放電鉛-酸電池與一未使用添加劑的對照組電池的週期數之圖。
較佳實施例之詳細說明
依據本發明之一實施例，用於一浸液式深放電鉛-酸電池的正活性材料漿料包含氧化鉛、硫酸鹽添加劑及一水性酸。硫酸鹽添加劑可以是任何適合的金屬或金屬氧化物硫酸鹽化合物，其之非限定範圍包含SnSO4、ZnSO4、TiOSO4、CaSO4、K2SO4、Bi2(SO4)3及ln2(SO4)3。
依據本發明之實施例，提供足夠的硫酸鹽添加劑至漿料以產生範圍為約90：1至約1000：1的鉛與金屬(或金屬氧化物)莫耳比，且在一實施例中，例如鉛與金屬(或金屬氧化物)的莫耳比範圍是約99：1至約997：1。在一例示的實施例中，提供足夠的添加劑使得正活性材料漿料的鉛與 金屬(或金屬氧化物)莫耳比大於約450：1。在另一實施例中，正活性材料漿料之鉛與金屬(或金屬氧化物)莫耳比介於約450：1及約650：1。在又另一實施例中，正活性材料漿料之鉛與金屬莫耳比為約500：1。
在本發明某些實施例中，提供足夠的硫酸鹽添加劑至漿料以產生範圍為約170：1至約1750：1的鉛與金屬(或金屬氧化物)重量比，且在一實施例中，例如鉛與金屬(或金屬氧化物)重量比範圍為約173：1至約1741：1。在一例示的實施例中，提供足夠的添加劑使得正活性材料漿料的鉛與金屬(或金屬氧化物)重量比大於約750：1。在另一實施例中，正活性材料漿料之鉛與金屬(或金屬氧化物)重量比介於約750：1及約1150：1。在又另一實施例中，正活性材料漿料之鉛與金屬添加劑的莫耳比為約870：1。
在添加劑中使用錫為金屬(即，添加劑是硫酸錫)的例示中，正活性材料漿料之鉛與錫的重量比可大於約800：1。在另一實施例中，正活性材料漿料之鉛與錫的重量比介於約800：1及1100：1。在又另一實施例中，正活性材料漿料之鉛與錫的重量比為約900：1，其對應於在電池形成前施用至正柵極的正活性材料漿料中約0.2wt%硫酸錫的最初量。
為了提供在前述討論範圍中的鉛與金屬(或金屬氧化物)莫耳比，在一實施例中，提供為乾重之約0.1至約1wt%範圍量的硫酸鹽添加劑至漿料中。在另一實施例中，提供為乾重之約0.2wt%範圍量的硫酸鹽添加劑至漿料中。 當使用SnSO4作為硫酸鹽添加劑時，在電池形成前於正漿料中加入多於約1wt%可能造成不預期的錫移動至負電極柵。加入高量的添加劑亦受到成本的限制。基於提供為乾重之約0.2wt%量的添加劑至漿料且依添加劑的純度(此為可變的)，鉛與金屬(或金屬氧化物)莫耳比可從約200：1至約825：1，且在一實施例中範圍為約201：1至約823：1。
令人驚異的是，依據本發明之一實施例，添加至正活性材料的小量金屬提供電池效能顯著的改善。而且，少量的金屬添加劑不會如預期之傾向造成任何在負電極的顯著錫毒化。
未受限於任何理論，咸信依本發明實施例在正活性材料漿料中包括金屬添加劑改變正活性材料漿料的晶體結構。所以，咸信活性材料具有較高的可發生電化學反應的表面積。因此，具有均一晶體結構及較高活性材料表面積的深放電電池可承受深放電而電池的整個壽命上對於充電容量較少不利，因此改善效能。
尤其，在正活性漿料中以約900：1之鉛與錫的重量比包括錫為添加劑中的金屬可降低α-PbO2與β-PbO2比例至約0.8與1.0間。此一α-PbO2與β-PbO2比例的平衡已顯著顯示造成有高初始容量及長電池壽命的電池。其已進一步顯示在硫酸鹽量高於約0.2wt%，正活性漿料材料的多孔性提高。此在孔隙度的增加通常傾向不利影響電池性能。較高的多孔性表示較多的孔洞，此可使電解液更易於穿透入活性材料之固體基體。雖然此可改善初始電池性能，正 活性材料在充電及放電(週期)期間可能膨脹及收縮，且高多孔性結構將降低機械強度並縮短活性材料的週期壽命。
依據本發明另一實施例，用來製備正活性材料漿料的方法包含混合氧化鉛、一結合劑如聚酯纖維、及一金屬硫酸鹽添加劑以形成一乾混合物。接著加水到該乾混合物且此混合物濕混合一段時間。在濕混合後，加入酸並持續混合。
在一實施例中，如在第1圖中繪示，一單一芯浸液式深放電鉛-酸電池10包含如前文所述及的正活性材料漿料。電池包含多個正電極柵12，及多個負電極柵14。每一正電極柵以一前文說明之正活性材料漿料16塗覆以形成一正極板。每一負電極柵以一負活性材料漿料18塗覆以形成一負極板。此塗覆的正及負電極柵在電池殼22中使用多個分隔器24分隔每一電極柵與相鄰的電極柵以交替堆疊配置並預防短路。正電流收集器26連接正電極柵及負電流收集器28連接負電極柵。電解液溶液32充填電池殼，且正及負電池接線柱34、36由電池殼延伸以提供外部電接觸點而充電及放電電池。電池殼包含排氣孔42以允許在充電週期期間產生的過量氣體被排出至大氣中。一排氣罩44防止電解液由電池殼溢出。雖然說明一單一芯電池，熟於此項技術人士應清楚瞭解本發明亦可應用至多個芯之電池。
依據一實施例，正電極柵由鉛-銻合金製成。在一實施例中，電極柵與約2wt%至約11wt%銻合金。在另一實施例中，電極柵與介於約2wt%至約6wt%間的銻合金。
負電極柵亦相似地由一鉛及銻的合金製成，但一般包含比用於正電極柵之合金少的銻。負電極柵亦傾向於稍微比正電極柵薄。此負電極柵在此技術領域中為已知的。負電極柵以一負活性材料塗覆，其包含如此技術領域亦已知的氧化鉛及擴展劑。當電池形成時，負活性材料的氧化鉛轉換為鉛。
合適的電解液包酸性水溶液。在一實施例中，電解液包括在電池形成前具有比重為約1.1至約1.3之硫酸濃縮水溶液。此分隔器由任一已知材料製成。合適的分隔器由木頭、橡膠、玻纖維墊、纖維素、聚氯乙烯、及聚乙烯製成。
依據某些實施例，在形成後完成的電池會老化。尤其，在初始充電後(即，電池形成)，允許電池在未使用下靜置一段老化時間。此老化時間可在約2個月至約6.5個月範圍間。本發明實施例之在形成後經老化的電池比未老化的對應者具有令人驚訝的較佳結果。這些結果顯示於第2圖，且將於後文中有關實施例2及3中詳細討論。
本發明現配合下列實施例描述。提供此些實施例僅為例示之目的而非用以限制本發明範疇。
實施例1：正活性材料漿料及正極板形成
一正活性材料漿料藉由先在一混合器中混合2400磅氧化鉛粉末及2磅聚酯纖維而製成。在此混合物中，加入4.40磅硫酸錫並持續攪拌。接著，加入一特定量的水及酸，同時持續混合直至形成一正活性材料漿料。此正漿 料包含氧化鉛、聚酯纖維、水及水性硫酸。漿料密度約為4.5g/cc，其視為一高密度漿料且適於用在週期應用。生成之漿料為灰色且具有硫酸錫濃度為乾重的約0.18wt%。
正活性材料漿料使用Mac Engineering & Equipment公司之商用刷漿機至相同的正電極柵以形成一經漿料化的正極板。正電極柵使用具4.5%銻之鉛-銻合金利用Wirtz Manufacturing公司之柵鑄製機鑄製。每一正電極柵以正活性材料漿料塗料。生成之正極板接著依已知方法在一閃蒸乾燥烘箱中乾燥。此乾燥的正極板接著以一二-步驟製程在熟化反應室中熟化，先在一100%溼度中進行16小時，且此板在高溫無溼度下乾燥直至在板中的濕氣含量為低於4%。
比較實施例1：傳統正活性材料漿料及板的形成
一相同於實施例1描述的正活性材料漿料與正極板使用實施例1描述的方法製造，除了在正活性材料漿料中不包含金屬硫酸鹽添加劑。
實施例2-3：電池總成
依據實施例2及3，依據實施例1形成的正極板組成為12個如Trojan Battery公司之T105型(3-芯，6-伏特，深放電鉛-酸電池，通常使用在電動高爾夫球車)製造及銷售的電池型生產。換言之，除了使用實施例1的正極板取代傳統正極板，所有其他組件及製造步驟為相同於在製造傳統T105型電池中使用者。尤其，個別芯組藉由以交替配置並置入傳統分隔器堆疊8個實施例1之正極板及9個傳統負極 板而完成。此包括負電極柵的負極板由在鉛中具2.75wt%銻的合金製成。每一負電極柵以包含氧化鉛、深週期擴展劑、聚酯纖維、水及水性硫酸的負漿料塗漿。此負漿料密度約為4.3g/cc，其在鉛酸電池工業中代表一典型負漿料。正極板在一閃蒸烘箱中乾燥並使用相同於用在負極板的步驟熟化。使用的分隔器為Microporous Products,L.P.公司製造的橡膠。此深週期擴展劑由Atomized Products Group公司提供。
每一芯組的負極板之突片使用已知的製程如每一芯組的正極板之突片般熔接在一起。對每一電池而言，3芯組在3-芯電池總成中以已知串聯方式互連，且芯的組合插入電池殼中。然後密封此殼且電池端子熔接定位。組成的電池充填含水硫酸並在排氣孔置上蓋子。對於實施例2及3二者，組成的電池以串連連接，且在以酸充填電池的30分鐘內啟始電池形成步驟。依據電池形成步驟，使用恒定電流形成步驟對系列電池進行充電以形成該極板。直至總充電能量達到基於正活性材料及充電效率量之理論充電能量的約190至約220%時終止形成作用。在電池內的水性硫酸比重達到約1.275。此形成的電池接著置於層架上進行在實施週期測試前的21天的預調節期。在預調節後，數個形成的電池在層架上再老化6個月。
比較實施例2：傳統電池總成
對於比較實施例2，建構相同於實施例2及3的電池，除了在總成中使用比較實施例1的傳統正極板。
對於第一測試，6個經實施例2調節的電池在調節後立刻與比較實施例2的6個傳統電池相比較。尤其，6個實施例2的電池在一測試電路上串聯安裝，同時6個比較實施例2的電池在另一測試電路上串聯安裝。對於第二測試，6個實施例3的電池在又另一測試電路上串聯安裝前再老化6個月。
對於此些測試，依國際電池協會(Battery Council International)規範的標準步驟對電池重複放電及充電。尤其，電池以一每芯恒定75安培至之1.75V切斷電壓放電。對於每一個電路，每一放電週期的總放電容量以安培-小時測定。一旦電路的電池放電，電路在再充電前靜止30分鐘。在靜止步驟後，電池使用三-步驟I-E-I充電曲線再充電達到緊接於先前放電週期放電之容量的110%。在此3-步驟充電，第一步驟使用一恒定起始電流，其中在最初的充電階段期間該至電池的充電電流維持在一恒定值(在此例中為17.7A)直至每芯的電池電壓達到一特定量(在此例子中2.35VPC)。在第二步驟，電池電壓維持一穩定電壓，同時以一降低之電流充電。在第三步驟中，一較低的恒定電流傳送至電池(在此例子中4.5A)。此充電曲線在此說明書中縮寫為"IEI 7.7A-2.35VPC-4.5A-110%"。一旦再充電，電池電路在放電前靜止二小時。重複這些步驟直至電池不能傳送製造者在放電週期之額定容量的50%。在週期數測試期間由串列中移除不良的電池，在電路中不超過移除總電池的50%。且，在測試期間未加入替換電池。
測試結果顯示於第2圖，其中繪示每週期的容量相對於週期數，其中每週期的容量使用國際電池協會規範的標準步驟依温度校正。第2圖顯示添加劑在6V高爾夫車鉛酸電池上的效用6V。含添加劑的電池比對照組電池顯示較佳的性能。此外，如第2圖所示，再老化6個月的電池比未老化的對應組展現顯著較佳的性能。此曲線適插法為基於微軟試算表軟體的多項式回歸法。
如第2圖所繪示，本發明之電池呈現一致的較高安培小時放電且持續較長時間的峰容量。此外，使用實施例2之電池的電池電路呈現一致的較高之每週期的安培-小時放電。實施例3的電池比實施例2電池傳送較高性能。此係歸因於一較長的老化期間，此助於在PAM(正活性材料)基體中產生更多的硫酸鹽且改良在週期期間PAM的應用。測試電池之壽命的總安培-小時容量概括於表1。
實施例4及比較實施例3
對於實施例4，依實施例1形成的正極板組成為6個如Trojan Battery公司之J305P型(3-芯，6-伏特，深放電鉛 -酸電池，通常使用在洗滌器及刷地機電池)製造及銷售的電池型生產。對於比較實施例3，電池相同於實施例4者建構，除了在總成中使用比較實施例1的傳統正極板。
測試結果為顯示於第3圖，其中繪示每週期的容量相對於週期數，其中每週期的容量使用國際電池協會規範的標準步驟依温度校正。第3圖顯示添加劑在6V洗滌器電池上的效用。含添加劑的電池顯示比對照組電池具較佳性能。此曲線適插法為基於微軟試算表軟體的多項式回歸法。
如由第3圖說明，本發明之電池呈現一致的較高安培小時放電且持續較長時間的峰容量。再者，此些測試結果再次確定在第2圖中所得到之本發明的電池在不同型式的產品上顯示相似之鉛酸電池效用及優點的結果。在測試電池之壽命的總安培-小時容量概括於表2。
實施例5-11及比較實施例4
對於實施例5-11，製備包括如在表2中說明的不同添加劑鹽之正活性材料漿料。對於比較實施例4，製備一無任何添加劑的傳統正活性材料漿料。此正活性材料漿料在一實驗室規模的混合器中製備。每一正活性材料漿料藉 由在一混合器中先混合10磅氧化鉛粉末及3.8g聚酯纖維而製成。在該混合物中，加入9.08g添加劑同時持續混合。接著，加入水至乾混合物中並持續混合1分鐘。最後，加入一硫酸水溶液並持續混合直至正活性材料漿料形成。生成之漿料為灰色且具有一添加劑濃度為乾重之約0.20wt%。
前述製備的正活性材料漿料人工施用至實質相同的正電極柵以形成漿料化之正極板。此正電極柵如實施例1之描述製成，且用於2-伏特單一芯瓶於週期數測試。每一正電極柵重144+/-5g且以278+/-3g正活性材料漿料進行漿料化。生成之正極板經由二-步驟製程在一實驗室級熟化反應室中熟化。
在實施例5-11及比較實施例4製造的單一芯依相同於實施例2電池之方法測試。測試電池之壽命的總安培-小時容量概括於表4。
實施例12及13與比較實施例5
對於實施例12及13，製備含有如表5述明之多種硫酸錫內容物的正活性材料漿料。酸與水的量需要依添加劑含量的增加而調整。此正漿料密度因酸/水量的調整而改變。每一混合的正漿料密度在約4.3至約4.7g/cc間變化。對於比較實施例5，製備一無任何金屬添加劑的傳統正活性材料漿料。如前述製備的正活性材料漿料人工施用至實質相同的正電極柵以形成漿料化之正極板。依實施例1所描述製備正電極柵，且用於進行週期數測試之2-伏特單芯瓶。每一正電極柵重144+/-5克且以278+/-3g正活性材料漿料漿料化。生成之正極板接著在相同於實施例5-11的條件下熟化。
實施例12及13與比較實施例5製成的單一芯以實施例2電池的相同方法測試。測試電池的壽命之總安培-小時容量概括於表6。測試結果為顯示於第4圖，其中繪示每週期的容量相對於週期數，其中每週期的容量如前述依温度校正。如第4圖所示，本發明之電池比傳統電池呈現一致的較高安培小時之放電能量。
雖然本發明已配合特定實施例的例示說明及描述，熟於是項技術人士應瞭解在未偏離本發明之技術思想及範疇下可完成多種潤飾及變化，如於後附申請專利範圍界定者。
10‧‧‧電池
12‧‧‧正電極柵
14‧‧‧負電極柵
16‧‧‧正活性材料漿料
18‧‧‧負活性材料漿料
22‧‧‧電池殼
24‧‧‧分隔器
26‧‧‧正電流收集器
28‧‧‧負電流收集器
32‧‧‧電解液溶液
34、36‧‧‧電池接線柱
42‧‧‧排氣孔
44‧‧‧排氣罩

Claims (19)

  1. 一種浸液式鉛-酸可再充電電池，其包含：至少一負極板；至少一正極板，其在一充電態包含：一未披覆之鑄製正電極柵，其由包含約2至約11wt%之銻的鉛-銻合金製成；及一正漿料，其直接在該正電極柵上，並包含一鉛的氧化物及一包含一金屬或金屬氧化物之添加劑，其中該金屬係不為鉛的金屬，且鉛對該添加劑之金屬或金屬氧化物的莫耳比在約90：1至1000：1範圍間；及一水性電解液。
  2. 如申請專利範圍第1項之電池，其中該金屬在充電態以金屬的氧化物存在。
  3. 如申請專利範圍第1項之電池，其中該金屬或金屬氧化物為選自由錫、銦、鋅、鈦氧化物、鈣、鉍及鉀組成之群組中。
  4. 如申請專利範圍第1項之電池，其中該電池係經老化。
  5. 如申請專利範圍第4項之電池，其中該電池係經約2個月至約6.5個月的老化。
  6. 一種浸液式鉛-酸可再充電電池，其包含：至少一負極板；至少一正極板，其在一充電態包含： 一未披覆之鑄製正電極柵，其由包含約2至11wt%之銻的鉛-銻合金製成；及一正漿料，其直接在該正電極柵上，並包含一鉛的氧化物及一包含一金屬或金屬氧化物之添加劑，其中該金屬係不為鉛的金屬，且鉛對該添加劑之金屬或金屬氧化物的重量比在約170：1至1750：1範圍間；及一水性電解液。
  7. 如申請專利範圍第6項之電池，其中該添加劑包括錫且正活性漿料具有鉛對錫的重量比為大於約800：1。
  8. 一種浸液式鉛-酸可再充電電池，其包含：至少一負極板；至少一正極板，其在一充電態包含：一未披覆之鑄製正電極柵，其由包含約2至11wt%之鉛-銻合金製成；及一正漿料，其直接在該正電極柵上，並包含一鉛的氧化物及一包含一金屬或金屬氧化物之添加劑，其中該金屬係不為鉛的金屬，該添加劑在正漿料的存在量以乾重計為約0.1至約1wt%；及一水性電解液。
  9. 一種用於製造浸液式鉛-酸可再充電電池的方法，包含：由一第一鉛-銻合金鑄製多個正電極柵；由一第二鉛-銻合金鑄製多個負電極柵； 施加一負活性材料漿料至該多個負電極柵以形成多個負極板，該負活性材料包含氧化鉛；施加一正活性材料漿料至該多個正電極柵以形成多個正極板，該正活性材料漿料包含氧化鉛、一結合劑及一金屬硫酸鹽，該金屬硫酸鹽包含由Sn、Zn、Ti、Ca、K、Bi、In及其組合所構成之群組中之金屬，其中在該正活性材料漿料中鉛與該金屬的莫耳比為自約450：1至約650：1；將該多個正及負極板在一電池殼中以交替排列方式配置，且該正及負極板係以多個分隔器各別隔離；充填一水性電解液至該電池殼；以及施加一跨接正及負極板之電荷，從而形成該浸液式鉛酸電池。
  10. 如申請專利範圍第9項之方法，其中該金屬硫酸鹽為硫酸錫，且該硫酸錫在該正活性材料漿料的存在量以乾重計為約0.1wt%至約1wt%。
  11. 如申請專利範圍第9項之方法，其更包含將該浸液式鉛酸電池老化，歷經約2個月至約6.5個月的時間。
  12. 如申請專利範圍第9項之方法，其中該第一及第二鉛-銻合金包含介於2wt%及6wt%之間的銻。
  13. 如申請專利範圍第12項之方法，其中該第二鉛-銻合金含有較該第一鉛-銻合金更低的銻百分比。
  14. 一種用於製造浸液式鉛-酸可再充電電池的方法，包含：由一第一鉛-銻合金鑄製多個正電極柵； 由一第二鉛-銻合金鑄製多個負電極柵，其中該第二鉛-銻合金含有較該第一鉛-銻合金更低的銻百分比；施加一負活性材料漿料至該多個負電極柵以形成多個負極板，該負活性材料包含氧化鉛；施加一正活性材料漿料至該多個正電極柵以形成多個正極板，該正活性材料漿料包含氧化鉛、一結合劑及硫酸錫，其中該硫酸錫在該正活性材料漿料的存在量以乾重計為約0.1wt%至約1wt%；將該多個正及負極板在一電池殼中以交替排列方式配置，且該正及負極板係以多個分隔器各別隔離；充填一水性電解液至該電池殼；以及施加一跨接正及負極板之電荷，從而形成該浸液式鉛酸電池。
  15. 如申請專利範圍第14項之方法，其更包含將該浸液式鉛酸電池老化，歷經約2個月至約6.5個月的時間。
  16. 如申請專利範圍第14項之方法，其中該第一及第二鉛-銻合金包含介於2wt%及6wt%之間的銻。
  17. 一種用於浸液式鉛酸電池的正極板，包含一未披覆之鑄製正電極柵，其由包含約2至11wt%之鉛-銻合金製成，其中該未披覆之鑄製正電極柵係經一包含氧化鉛、一結合劑及一硫酸錫的正活性材料漿料塗覆，其中該硫酸錫在該正活性材料漿料的存在量以乾重計為約0.1wt%至約1wt%。
  18. 一種用於浸液式鉛酸電池之正極板的製造方法，包含： 由一鉛-銻合金鑄製一正電極柵；以及施加一正活性材料漿料至該正電極柵，該正活性材料漿料包含氧化鉛、一結合劑及硫酸錫，其中該硫酸錫在該正活性材料漿料的存在量以乾重計為約0.1wt%至約1wt%。
  19. 如申請專利範圍第18項之方法，其中該鉛-銻合金包含介於2wt%及6wt%之間的銻。
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