[发明专利]一种含锂钛氧的铅酸蓄电池负极板的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种铅酸电池材料的制备方法，特别是一种含锂钛氧的铅酸蓄电池负 极板的制备方法，属于能源材料技术领域。

背景技术

近年来，铅酸蓄电池因为价格低廉、原料易得、稳定性高、安全可靠等优点，在机动 车的牵引、普通照明以及航空航天等领域发挥着其他电池不可替代的作用。随着铅酸蓄电 池应用范围的不断扩大，人们对其电性能提出了更高的要求。目前，铅酸蓄电池中由于活性 物质的利用率低而造成的电池容量不足且使用寿命较短，已经成为限制进一步扩大铅酸蓄 电池应用范围的主要因素之一。为克服上述不足，研究表明，将不同的碳材料、金属单质以 及金属氧化物等物质添加到铅酸电池的铅膏中可以提高电池的放电容量和活性物质的利 用率。在现有技术中，人们已经成功将炭黑等碳材料、锌和锡等金属单质以及氧化锑等金属 氧化物分别添加到了铅酸电池的铅膏中，制成了电极极板，使铅酸蓄电池的容量和使用寿 命在一定程度上得到了改善。但碳的添加容易造成铅膏的脱落、金属单质的掺杂容易在过 充时有大量氢气的析出、而金属氧化物的添加会造成铅膏导电性的不均一性。因此探索出 新的铅膏添加剂并给出新的铅酸蓄电池极板制备方法，依然是科研工作者面对的课题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种含锂钛氧的铅酸蓄电池负极板的制备方法，以解决铅 酸蓄电池容量较低的技术难题。

本发明给出的含锂钛氧的铅酸蓄电池负极板的制备方法，包括以下步骤：

（1）材料制备和准备

①锂钛氧源的制备

选取钛酸四丁酯或二氧化钛作为钛源，乙酸锂、碳酸锂以及氢氧化锂中的一种作为锂 源，按物质的量比为Li:Ti=(0.1～1.5):1的比例分别称量锂源和钛源，之后，将锂源溶于 去离子水中制成浓度为0.1～1mol/L的含锂的水溶液，将钛源溶于无水乙醇中制成浓度为 0.5mol/L的含钛的乙醇溶液，在磁力搅拌的条件下，将含钛的乙醇溶液逐滴加入到含锂的 水溶液中，搅拌0.2～5h形成乳白色胶体溶液，然后，将得到的乳白色胶体溶液置于鼓风干 燥箱中于50～160℃干燥2～6h，得到前驱体，最后，将前驱体置于坩埚中在马弗炉内于500 ～900℃下，高温煅烧5～12h，得到含锂钛氧的物质，称作锂钛氧源；

②材料准备

将铅粉、木素、硫酸钡、碳源、锂钛氧源、氧化锌、纤维、稀硫酸和蒸馏水按质量比25： （0.001～0.3）:（0.005～0.08）:（0.001～0.07）：（0～0.4）：（0.0015～0.05）：（0.0002～ 0.009）:（0.05～0.8）:（0.1～2）称量，备用；

（2）铅膏的制备

将上述材料中的铅粉、木素、硫酸钡、碳源、锂钛氧源、氧化锌进行混合后研磨15～30 min，之后，加入混有纤维的蒸馏水，搅拌1～5min，然后，缓慢加入稀硫酸，均匀搅拌3～10 min，制得铅膏；

（3）制板

将步骤（2）得到的铅膏均匀地涂在工业用的铅板栅上，在20～30℃固化5～20h，然后 在温度60～100℃烘干，制成负极板生板；

（4）化成

将1个负极板和1个常规正极板构成一个铅酸单体电池，用密度为1.00g/cm³～1.80g/ cm³的硫酸溶液进行多阶段充电化成，得到成品电池。

本发明的方法，原料铅粉为工业用铅粉。

本发明的方法，原料碳源为石墨、炭黑、乙炔黑、碳纳米管、石墨烯

中的一种或多种的任意混合物。

本发明的方法，原料锂源为碳酸锂、乙酸锂、氢氧化锂中的一种。

本发明的方法，原料钛源为钛酸四丁酯、二氧化钛中的一种。

本发明取得的有益效果如下：本发明的方法具有操作简单、成本低、工艺环保等优 点。在相同的化成条件下，添加适量的锂钛氧源可使的铅酸蓄电池的放电容量提高40%左 右。

附图说明

图1为常规的铅酸电池负极板(a)与添加锂钛氧源的负极板（b）分别构成的单体电 池在0.2C倍率下放电曲线的对比图。

图2为放电后，常规铅酸电池负极板(a)与添加锂钛氧源负极板（b）在放大4万倍后 的SEM照片。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明。

实施例1

（1）材料制备和准备