[发明专利]铅酸蓄电池用复合涂层负极板的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于铅酸蓄电池技术领域，特别是涉及铅酸蓄电池用复合涂层负极板的制备方法。

背景技术

铅酸电池广泛应用在国民经济各领域，具有原材料丰富、价格低廉、安全性高等特点。应用于风电储能电源、脉冲电源、混合动力车等领域的铅酸蓄电池处于部分荷电态快速充放电工作状态。

铅酸蓄电池在快速放电过程中，硫酸铅的溶解和形成过程中存在可逆的过程和不可逆的过程：活性物质微孔中的铅离子浓度高，由于小的硫酸铅晶体易溶解，因此，这个过程是一个可逆的过程；而部分铅离子进入大的硫酸铅颗粒中，大的硫酸铅颗粒不易溶解并还原成铅，这是一个不可逆的过程。两种过程反应的比例决定了电池在部分荷电态快速充放电状态下的循环次数。

目前公知的铅酸蓄电池，在部分荷电态高倍率工作状态下，由于负极板的充电接受能力问题，铅离子在铅表面还原为铅的速度较慢，造成硫酸铅的聚集，从而形成了大的硫酸铅颗粒，这种大的硫酸铅颗粒不易转化为铅离子，失去了电化学活性，造成了极板的硫酸盐化，限制了电池的循环寿命，最终导致电池的失效。

经过检索发现申请号为200910221354.8，公开号为CN101710627A，名称为：负极板电容性铅酸蓄电池的发明专利，其说明书中公开了一种负极板电容性铅酸蓄电池，包括间隔布置的正极板和负极板，所述负极板上的活性物质表面喷压有一层多孔碳复合喷沙层，该多孔碳复合喷沙层是将组分重量百分比为：多孔碳材料45-75％、羧甲基纤维素5-15％、乙炔黑5-15％、石墨6-15％、聚四氟乙烯6-18％的混合物制成颗粒状喷压在湿润的负极板活性物质表面后再经烘干、固化制成。本发明基于超级电容器界面电化学双电层的原理，在负极板上引入了具有电化学双电层储能特性的多孔碳材料，能在电解液/电极材料两相界面上形成电化学双电层贮存能量，使得负极板具有超级电容的性能，以此使电池兼有电容储能的特点，同时具备了高比功率，可快速大电流充放电的特性，其不足之处在于操作设备造价较高、操作过程复杂，并且采用喷圧工艺存在材料喷洒的问题，容易造成环境污染，不易在实际操作中实现。

发明内容

本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种能够提高电池比功率、实现快速大电流充放电、延长电池循环使用寿命，并且工艺简单、制作成本低廉、绿色环保，易于实现产业化的铅酸蓄电池用复合涂层负极板的制备方法。

本发明所采用的技术方案是：

铅酸蓄电池用复合涂层负极板的制备方法，其特点是：在铅酸蓄电池用负极板两面制作复合涂层；所述复合涂层的制作过程包括：

⑴将活性炭和导电炭黑混合成粉末状混合碳，加溶剂搅拌成混合碳膏体，再在混合碳膏体中加入粘结剂和分散剂，搅拌成膏状复合材料；

⑵将步骤⑴制成的膏状复合材料制于负极板两面，将膏状复合材料干燥成复合涂层；

⑶将负极板两面的复合涂层继续干燥至复合涂层的总重量占负极板中活性物质重量的3-4%，冷却后，即完成铅酸蓄电池用复合涂层负极板的制作过程。

本发明还可以采用如下技术方案：

所述活性炭和溶剂的比例为1g活性炭：4-5mL；加溶剂后搅拌的时间10-50min；

所述粘结剂为聚四氟乙烯、所述为分散剂羧基纤维素；所述活性炭、导电炭黑、粘结剂、分散剂的重量比为10-15:8-10:2-3:1；加入粘结剂和分散剂厚的搅拌时间为20-40min。

所述干燥为在40℃-60℃的干燥窑或者干燥箱中干燥1-24小时。

所述活性炭的比表面积大于1500m²/g的商业化活性炭粉末。

所述导电炭黑为乙炔黑、科琴碳、石墨中的一种。

所述溶剂为水或酒精。

本发明具有的优点和积极效果是：

1、本发明通过将粉末状混合碳制成膏状后，再进行膏状复合材料的制作，将膏状复合材料涂覆在负极板表面、经干燥、滚压，负极板两面形成具有高导电性的复合涂层，既增加了铅离子转化为铅金属的反应途径，提高了铅离子转化为铅金属的转化速度，防止了硫酸铅聚集造成的硫酸盐化，又有效防止了因材料喷洒造成的环境污染，并且工艺简单、制作成本低廉、绿色环保，易于实现产业化。

2、本发明复合涂层的总重量占负极板活性物质配方重量的3-4%，能够大幅提高电池的功率密度，延长电池荷电态的循环寿命。

附图说明

图1是本发明制备的复合涂层负极板侧面剖视示意图；

图2是图1制作的平板式铅酸蓄电池充电和放电功率密度对比示意图。