[发明专利]一种铅炭电池负极铅膏及负极板

说明书

本发明公开了一种铅炭电池负极铅膏及负极板，所述的铅炭电池负极铅膏由下列重量分配比的原料制备而成：加入球磨铅粉100份、经过改性后的高比表面积碳材料0.5～10份、短切碳纤维0.05～5份、Phosmer PE 0.05～0.5份、超细硫酸钡0.5～3份、木素磺酸盐0.5～2份、腐殖酸0.5～2份以及占铅粉质量10～20％的水、占球磨铅粉质量10～15％的硫酸水溶液。再将所述负极铅膏均匀涂在负极板栅上，然后在涂有负极铅膏的负极板栅表面喷淋1.0～1.2mol/L的稀硫酸，再将涂覆负极铅膏及喷淋稀硫酸完毕的负极板栅放入45～70℃相对湿度为85～99％的条件下固化36～60小时，固化后作为负极板，将负极板放入电解液中化成，化成后即作为成品铅炭电池负极板。本发明所述的极板制成的电池具有析氢过电位高，循环寿命长等优点。

技术领域

本发明属于铅炭电池技术领域，具体涉及一种铅炭电池负极铅膏、负极板及其制备方法。

背景技术

近年来，石化资源日益短缺、环保压力逐步增大，发展电动汽车和太阳能风能等可再生能源是大势所趋。电动汽车和太阳能风能系统中使用的电池可以有多种选择，铅炭电池由于原料易得，成本较低，回收体系完善等优点，正在展现出巨大的潜力。但是传统的铅炭电池由于加入了大量的普通碳材料，在充电后期面临严重的析氢问题，造成电池严重失水，导致电池寿命急剧缩短；此外，传统的碳材料和活性物质的密度相差太大，导致碳材料在和膏过程中分散不均匀，影响基板上的电流分布，进而影响活性物质的利用率；最后，负极板加入大量碳材料之后强度大大下降，活性物质和碳材料在循环过程中粉化、脱落，脱落的物质堆积到一定程度会导致电池正负极导通，造成短路，尤其是在大电流充放电过程中这一问题尤其严重。因此改善铅炭电池负极板析氢问题、提高极板强度、减少充放电过程中活性物质的粉化脱落就显得十分重要。

发明内容

本发明的主要目的是克服现有铅炭电池负极板严重的析氢问题，抑制铅炭电池负极板的析氢。

本发明的另一目的是改善铅酸电池硫酸盐化的问题，提高电池的循环寿命。

本发明的再一目的是通过不同长度的短切碳纤维混合使用增大极板的导电性和强度，减少充放电过程中活性物质的粉化脱落。

为达到上述目的，本发明的技术方案是：

一种铅炭电池的负极铅膏，其特征在于所述负极铅膏由下列重量分配比的原料制备而成：球磨铅粉100份、经过改性后的高比表面积碳材料0.5～10份、短切碳纤维0.05～5份、Phosmer PE 0.05～0.5份、超细硫酸钡0.5～3份、木素磺酸盐0.5～2份、腐殖酸0.5～2份以及占铅粉质量10～20％的水、占球磨铅粉质量10～15％的硫酸水溶液；所述的固体原料包括球磨铅粉、经过改性后的高比表面积碳材料、短切碳纤维、Phosmer PE、超细硫酸钡、木素磺酸盐和腐殖酸；所述的超细硫酸钡的目数为500目～10000目；所述硫酸水溶液在25℃时的密度为1.2～1.4g/ml；

所述高比表面积碳材料的改性处理方式为：

(1)以取活性炭、碳纤维、石墨烯、氧化石墨烯、碳纳米管中任意一种或任意两种及以上的混合物为碳材原料，将所述的碳材原料和相当于所述碳材原料总质量1～4倍的NaOH混合均匀，加入与所述的碳材原料总质量1～5倍的蒸馏水，搅拌反应8～12小时，所得反应混合液A经经洗涤干燥处理得到干燥后的碳材料；

(2)将步骤(1)所述干燥后的碳材料放入管式炉中，在氮气气氛下，升温至500～800℃，保持1～5小时，待降至室温后取出为处理过的碳材料；

(3)向浓度为0.02～1.5mol/L的硝酸铅或醋酸铅的溶液中加入经步骤(2)所述处理过的碳材料，所述处理过的碳材料加入量以所述硝酸铅或醋酸铅的溶液体积计为10～20g/L，搅拌均匀，超声波振动条件下，真空浸渍1～4小时，所得反应混合液B经洗涤干燥处理得到改性后的高比表面积碳材料。