[发明专利]一种铅炭超级电池负极制备工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种铅炭超级电池负极制备工艺，属于化学电源领域。能应用于混合动力电动车、电动工具、新能源储能等领域的铅蓄电池。 

背景技术

近年来随着环境污染和能源危机的加剧，新能源产业日益受到人们的关注。特别是电动汽车（包换纯电动和混合动力汽车），以及风力、太阳能等新能源发电系统成为目前热点研究领域，而其中电池技术成为其中重点研究对象。近年来人们将具有高比表面积的炭材料（包括活性炭、乙炔黑、炭黑、石墨等）加入到铅酸电池负极中去，将超级电容器与铅酸电池的性能进行内集成，研制出铅炭超级电池。铅炭超级电源结合了电池和电容器的优点，在化学电源领域有望成为一项革命性的研究成果。在美国己被奥巴马政府列入《下一列电动车和电池计划》。 

但是所用的炭材料密度小、比表面积大，与制作铅酸负极的主要原材料密度大、比表面积小的铅粉存在很大差异，采用现有和膏工艺，两者很难分散均匀。如果炭材料分散不均匀，不仅无法将超级电容特性结合到电池中去，还会导致充放电过程中，特别是大电流充放电过程电流分布不均，增加电池极化，还会造成电池自放电加速，造成电池性能下降，循环寿命减短。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题提供一种铅炭超级电池负极的生产工艺，使炭材料均匀分布到铅酸负极中，实现超级电特性与电池性能的有机结合。为此，本发明采用以下技术方案： 

一种铅炭超级电池负极制备工艺，它将炭材料粉末单独在水中经高速搅拌分散均匀，再与铅粉和其它负极添加剂混合、分散均匀。所述炭材料中包括活性 炭。 

所述炭材料粉末中包括活性炭。或者，所述炭材料粉末中还包括乙炔黑、炭黑、石墨中的至少一种。 

或者，所述炭材料粉末中包括乙炔黑、炭黑、石墨中的至少一种。 

进一步地，本发明可包括以下步骤： 

1）、炭材料粉末于水溶液中高速搅拌均匀； 

2）、将分散好的炭材料悬浮液加入和膏机中，投入炭材料粉末以外的其它常规负极添加剂，搅拌均匀； 

3）、再向和膏机投入铅粉，搅拌均匀； 

4）、边搅拌边加入硫酸，搅拌均匀，搅拌过程中适当添加水量，控制铅膏视密度。 

或者，本发明可包括以下步骤： 

1）、将铅粉、炭材料粉末以外的其它负极添加剂投入和膏机，搅拌均匀； 

2）、炭材料粉末于水溶液中高速搅拌均匀； 

3）、将分散好的炭材料粉末悬浮液加入和膏机中，搅拌均匀； 

4）、边搅拌边加入硫酸，搅拌均匀，搅拌过程中适当添加水量，控制铅膏视密度。 

由于采用本发明的技术方案，本发明可有效将炭材料粉末分散到铅膏中，制作的电池自放电明显减小，大电流循环寿命明显提升。 

附图说明

图1为本发明实施例1和2的循环寿命侧视图。 

具体实施方式

结合以下实施例对本发明作进一步说明，实施例中炭材料粉末采用比表面积为2800m²/g，D50=4μm的活性炭。以下份数为重量份。 

实施例1 

1、活性炭2份，加入15份水，高速搅拌机3000转/分钟搅拌10分钟； 

2、将分散好的活性炭悬浮液加入和膏机中，再加入其它负极添加剂，其它负极添加剂为1.4份硫酸钡、0.5份木质素磺酸钠、0.5份腐植酸、0.1份短纤维，搅拌5分钟； 

3、加入100份铅粉，搅拌5分钟； 

4、加入6份密度为1.40g/cm³的硫酸，搅拌10分钟制成铅膏，搅拌过程中适当添加水量，控制铅膏视密度4.0±0.1，铅膏温度小于45℃。 

实施例2 

1、和膏机中，加入炭材料粉末以外的其它负极添加剂：1.4份硫酸钡、0.5份木质素磺酸钠、0.5份腐植酸、0.1份短纤维，并加入100份铅粉,搅拌5分钟； 

2、活性炭2份，加入15份水，高速搅拌机3000转/分钟搅拌10分钟； 

3、将分散好的活性炭悬浮液加入和膏机中，搅拌5分钟。 

4、加入6份密度为1.40g/cm³的硫酸，搅拌10分钟制成铅膏，搅拌过程中适当添加水量，控制铅膏视密度4.0±0.1，铅膏温度小于45℃。