[发明专利]一种铅蓄电池负极板添加剂及其使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电池负极添加剂及其使用方法，具体讲涉及一种应用于铅蓄电池的负极添加剂及其使用方法。

背景技术

随着诸如纯电动车和混合电动车HEV电动汽车的迅速发展，而铅蓄电池因其原料资源丰富、价格低廉、工艺成熟和安全性好等特点，在电动车上有着较好的应用前景，但由于铅蓄电池的比功率较低以及大功率放电的使用寿命短等缺点，制约了其发展，而导致上述问题主要原因是受限于负极：在高密度电流放电情况下，负极产生的大量铅离子进入电解液，使电解液中硫酸根离子扩散受限，铅离子过饱和，从而在负极表面形成一层致密的硫酸铅沉淀层，造成负极表面钝化；鉴于硫酸铅导电性差，溶解度小，负极内部铅的反应活性降低，增加反应过电位，致使充电时析氢较为严重，充电效率下降，并形成恶性循环；若继续大功率充放电，以上情况会进一步恶化，硫酸铅沉淀颗粒增大，这样的增大过程又不可逆，最终导致负极丧失反应活性，使电池失效；现有技术中将活性炭直接加入到铅蓄电池负极板中来提升电池脉冲功率的作用，如中国专利200810136333.1、中国专利200880009193.X和中国专利200910098917.9均有将活性炭直接加入铅蓄电池电极板，有效提高器件性能的记载。但是这些现有技术中的添加剂多为活性炭、炭黑等多种炭材料混合物，难以有效提高电极板的性能，虽然也有向铅酸电池负极板中加入碳纳米管，但该碳纳米管无论是单壁、双壁、还是多壁，均是普通的圆柱形碳纳米管，这种碳纳米管团聚严重、长度短小、分散困难、电导率低。

发明内容

本发明的目的是提供一种有效提高铅蓄电池的脉冲循环寿命和充电接受能力的铅蓄电池负极板添加剂及其使用方法。

本发明的具体方案为：一种铅蓄电池负极板添加剂，所述添加剂为碳纳米管束，所述碳纳米管束由相互平行的扁平状碳纳米管组成，所述碳纳米管由石墨层组成，其中，所述添加剂的添加量为铅蓄电池负极板活性物质质量的0.05-0.5％。

优选的，所述碳纳米管的石墨层层数为2。

另一优选的，所述碳纳米管的比表面积为100-1800m2/g。

再一优选的，所述碳纳米管的孔容为0.1-2.0cm³/g。

再一优选的，所述铅蓄电池负极板活性物质包括由铅粉、涤纶纤维、木质素磺酸钠、硫酸钡和导电炭黑组成的一组物质中选出的一种或几种。

再一优选的，所述添加剂的添加量为铅蓄电池负极板活性物质质量的0.1-0.2％。

所述的铅蓄电池负极板添加剂的使用方法，包括如下步骤：

1)取负极板添加剂分散到水中，进行超声分散处理，超声功率控制在800W-1200W，超声2s间歇2s，总超声时间2h；

2)将负极板活性物质中除负极板添加剂外的其它材料混合均匀，加入步骤1)的分散液，搅拌10min，然后加入稀硫酸，再继续搅拌5min形成铅膏，加入适量水调节铅膏，视密度以适于涂板；

3)将铅膏手工涂板，干燥。

优选的，所述的使用方法，步骤2)中所述铅膏视密度控制在4.1g/cm3。

采用上述技术方案，本发明的技术效果有：

1、本发明添加剂的孔容为0.1-2.0cm³/g，其加入铅酸电池极板内部能够为铅活性物质的沉积提供充足的空间，增强铅活性物质的反应活性和反应可逆性，有效提高铅酸电池的充电能力(同等条件下恒压充电电流提高50％以上)。

2、本发明碳纳米管的石墨层为2，因而具有优异的导电性，其加入铅酸电池极板能够将电池的脉冲循环寿命提高150％以上。

3、本发明使用扁平碳纳米管做铅酸电池负极板添加剂，在添加量在0.05％时便能明显增加铅酸电池的电导率，添加到0.1-0.2％则能够有效提高铅蓄电池的脉冲循环寿命(5万次以上)和充电接受能力，其与普通碳纳米管粉体相比，电导率更高，电池的放电性能更佳。

附图说明

图1是本发明碳纳米管的10mn分辨率的高分辨透射电镜图；

图2是本发明碳纳米管的5nm分辨率的高分辨透射电镜图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。

实施例1：

扁平双壁碳纳米管的制备方法：