[发明专利]一种掺杂In2O3的铅炭电池正极制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种掺杂In₂O₃的铅炭电池正极制备方法，属于铅炭电池正极材料技术领域。

技术背景

铅酸电池自生产应用以来，凭借其优异的性能，在能源存储领域中占据重要的地位。随着社会的快速进步、科技的飞跃发展，铅酸电池在能源行业的发展中面临着新的要求和挑战。在这种高压环境下，铅炭电池应运而生。铅炭电池是在传统铅酸电池的基础上，将碳材料部分或全部取代负极活性物质海绵铅。铅炭电池综合了超级电容器与铅酸电池两者的优势：既拥有铅酸电池循环寿命长的优点，又有超级电容器功率高的优点，其在电动汽车、混合动力汽车等储能应用中，发挥着其他储能电池不可替代的优势。

在铅炭电池的研究过程中，发现电池随着充放电循环的进行，正极活性物质导电性能下降，导致充电不足，造成正极活性物质过早的软化、脱落，进而终止电池的寿命。因此，选择可提高正极活性物质导电性能的添加剂，可大幅提升电池的整体性能和循环寿命。In₂O₃作为一种具有导电性的材料，被应用于电子元件的材料和光电显示半导体薄膜等领域中。将In₂O₃作为铅炭电池正极添加剂，其具有的高导电性特点可提高正极活性物质的导电性能；在充放电过程中，可减小电池内阻，降低电池因充电不足而引起的正极活性物质软化、脱落等失效现象的发生，从而达到改善铅炭电池放电容量和循环性能的目的。

发明内容

针对目前铅炭电池正极存在的问题，本发明提出一种掺杂In₂O₃的铅炭电池正极制备方法，In₂O₃具有的高导电性可有效提高铅炭电池正极活性物质的导电性能。

本发明的技术方案如下：

(1)将商业化正极铅粉与In₂O₃材料按质量比100：(0.05～1)于球磨机中研磨混合8～10h，即得到所需的铅炭电池正极材料；

(2)将所得正极材料置于研钵中加入去离子水研磨至均匀，再加入密度为1.4g/cm³的硫酸溶液混合均匀后得到预涂铅膏，其中正极材料:去离子水:硫酸溶液的质量比＝100：(14～16)：(6～8)，将铅膏均匀涂于板栅上制成生极板，用无纺织布包裹生极板再用玻璃棒滚压；

(3)将包裹无纺织布(减小极板的开裂)的生极板先在相对湿度≥95％、45～65℃的干燥箱中干燥24h，再于45～65℃的普通干燥箱中干燥24h，取出去除无纺织布既得熟极板。

(4)将制备好的熟极板置于密度为1.06g/cm³的硫酸中经化成工艺后，用自来水冲洗2h，再于50～65℃的普通干燥箱中干燥24h。

(5)将(4)中所得极板组装成电池，电解液为密度1.29g/cm³的硫酸，经活化工艺后即可进行电池性能测试。

本发明与现有技术相比有如下优点：

本发明选择In₂O₃作为铅炭电池正极添加剂，其具有的高导电性特点可提高正极铅膏的导电性能；在充放电过程中，可减小电池内阻，降低电池因充电不足而引起的正极活性物质软化、脱落等失效现象的发生，达到改善铅炭电池放电容量和循环性能的目的。

附图说明

图1为本发明实施例1～3所制备的掺杂In₂O₃材料的铅炭电池正极板化成后的XRD图。

图2为本发明实施例1～3所制备的掺杂In₂O₃材料的铅炭电池的初始满电状态下的EIS图。

图3为本发明实施例1～3所制备的掺杂In₂O₃材料的铅炭电池在初次放电过程中电压与放电时间的关系图。

具体实施方式

下面通过附图和具体实施方式，对本发明做进一步说明，本发明非仅局限于以下实施例。

以下实施例中，采用商业化铅粉作为正极活性物质，其余所采用的原料均为常规原料。

实施例1

(1)将商业化正极铅粉与In₂O₃材料按100：0.1(质量比)于球磨机中研磨混合10h，即得到所需的铅炭电池正极材料；