一種鉛炭電池負(fù)極活性物質(zhì)制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種鉛炭電池負(fù)極活性物質(zhì)制備方法，屬于鉛酸蓄電池制作技術(shù)領(lǐng) 域。
【背景技術(shù)】
[0002] 鉛酸電池具有原材料來源廣且方便易得、造價(jià)低、安全性高、性能穩(wěn)定以及可回收 利用等諸多優(yōu)點(diǎn)，發(fā)展至今日仍占據(jù)著非?？捎^的市場(chǎng)份額。隨著科技的進(jìn)步和發(fā)展，各行 業(yè)對(duì)鉛酸蓄電池提出了新的要求，提高比容量以及循環(huán)壽命、降低產(chǎn)品重量是亟需解決的 問題。
[0003]鉛炭電池是一種新型的超級(jí)電池，是將傳統(tǒng)鉛酸電池和超級(jí)電容器兩者合一的結(jié) 合體。既發(fā)揮了超級(jí)電容瞬間大容量充電的優(yōu)點(diǎn)，也發(fā)揮了鉛酸電池的比能量?jī)?yōu)勢(shì)。將高 比表面碳材料(如活性碳、活性碳纖維、碳?xì)饽z、石墨和碳納米管等）摻入鉛負(fù)極中，發(fā)揮 超級(jí)電容的瞬間大容量充電的優(yōu)點(diǎn)和高比表面碳材料的高導(dǎo)電性及其對(duì)鉛基活性物質(zhì)的 分散性，提高鉛活性物質(zhì)的利用率，且在高倍率充放電期間起到緩沖器的作用，有效地保護(hù) 負(fù)極板，抑制"硫酸鹽化"現(xiàn)象。但是，由于碳材料和鉛粉在密度上的較大差異，采用現(xiàn)有的 混合和膏方式，碳材料難以均勻分散，使鉛膏與極板的結(jié)合變差，涂膏難度加大，極板強(qiáng)度 降低。這樣不僅無法將超級(jí)電容特性融合到電池中去，反而會(huì)使電池性能下降，循環(huán)壽命降 低。因此，解決碳材料在鉛膏中的分散問題，增大碳的活性表面，才能真正將超級(jí)電容和鉛 酸電池合二為一，適應(yīng)新能源產(chǎn)業(yè)和電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種提高電池充電接受能力和循 環(huán)性能的鉛炭電池負(fù)極活性物質(zhì)制備方法。
[0005]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下： 鉛炭電池負(fù)極活性物質(zhì)制備方法，以鉛粉、碳材料、水、硫酸和添加劑為原料，在和膏設(shè) 備中混合后制成鉛膏，其特征是主要操作步驟如下： (1) 備料：按原料總量的質(zhì)量百分比稱取以下各組分： 鉛粉75%?82%，碳材料0. 2%?1%，硫酸鋇1%?2%，木素質(zhì)0. 05%?0. 12%，腐植酸 0? 1% ?0? 35%，短纖維 0? 1% ?0? 3%，純水 10% ?15%，硫酸（1. 3 ?1. 4g/cm3) 4%7% ; (2) 干混：將鉛粉、碳材料、硫酸鋇、木素、腐植酸、短纖維干混8?lOmin; (3) 濕混：對(duì)干混后的混合料加入純水濕混10?15min; (4) 酸混：對(duì)濕混后的混合料緩慢加入硫酸進(jìn)行酸混，控制加酸時(shí)間8?12min，加酸完 畢后繼續(xù)攪拌35?45min，至鉛膏外觀色澤均一，測(cè)量鉛膏視密封和溫度，合格后出膏。
[0006]采用散熱冷卻裝置保持鉛膏制備過程中溫度不超過72°C，出膏溫度控制在50? 55。。。
[0007]本發(fā)明采用鉛炭電池專用和膏機(jī)、專用碳材料，通過各成分的優(yōu)化配比和控制干 混階段、濕混階段及酸混階段的混合時(shí)間，使碳材料在鉛膏中分散均勻，這種分散均勻性就 發(fā)揮了碳材料的高比表面、高導(dǎo)電性以及其對(duì)鉛基活性物質(zhì)的分散性，提高鉛活性物質(zhì)的 利用率，進(jìn)而在高倍率充放電期間起到緩沖器的作用，有效地保護(hù)負(fù)極板，抑制"硫酸鹽化" 現(xiàn)象，顯著提高了電池大電流充放電接受能力和循環(huán)性能，抑制電極表面的硫酸鹽化，使電 池兼具高容量和長(zhǎng)循環(huán)壽命。
【附圖說明】
[0008] 圖1為采用本發(fā)明制作的極板截面圖； 圖2為采用本發(fā)明制作的極板表面圖； 圖3為采用現(xiàn)行工藝制作的極板截面圖； 圖4為采用現(xiàn)行工藝制作的極板表面圖。
[0009] 【具體實(shí)施方式】： 下面通過實(shí)施例的具體操作及采用本發(fā)明和現(xiàn)有方法分別制作電池進(jìn)行試驗(yàn)對(duì)比，對(duì) 本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種鉛炭電池負(fù)極活性物質(zhì)制備方法，w鉛粉、碳材料、水、硫酸和添加劑為原料，在 和膏設(shè)備中混合后制成鉛膏，其特征是主要操作步驟如下： (1) 備料；按原料總量的質(zhì)量百分比稱取W下各組分： 鉛粉75%?82%，碳材料0. 2%?1%，硫酸頓1%?2%，木素0. 05%?0. 12%，腐植酸 0. 1% ?0. 35%，短纖維 0. 1% ?0. 3%，純水 10% ?15%，硫酸（1. 3 ?1. 4g/cm3) 4% ?7〇/〇; (2) 干混；將鉛粉、碳材料、硫酸頓、木素、腐植酸、短纖維干混8?lOmin ; (3) 濕混；對(duì)干混后的混合料加入純水濕混10?15min ; (4) 酸混；對(duì)濕混后的混合料緩慢加入硫酸進(jìn)行酸混，控制加酸時(shí)間8?12min，加酸完 畢后繼續(xù)攬拌35?45min，至鉛膏外觀色澤均一，測(cè)量鉛膏視密度和溫度，合格后出膏。
2. 按權(quán)利要求1所述鉛炭電池負(fù)極活性物質(zhì)制備方法，其特征是采用散熱冷卻裝置保 持鉛膏制備過程中溫度不超過72C，出膏溫度控制在50?55C。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種鉛炭電池負(fù)極活性物質(zhì)制備方法，屬于鉛酸蓄電池制作技術(shù)領(lǐng)域。采用專用的鉛炭電池和膏設(shè)備，通過各成分的優(yōu)化配比和控制各階段干混、濕混、酸混時(shí)間，進(jìn)而達(dá)到生產(chǎn)質(zhì)量良好（碳材料分散性好）、過程可控且滿足電池性能要求的鉛炭電池負(fù)極鉛膏。這種鉛膏可以顯著提高電池大電流充放電接受能力和部分荷電狀態(tài)下的循環(huán)性能，抑制電極表面的硫酸鹽化，使電池兼具高容量和長(zhǎng)循環(huán)壽命。
【IPC分類】H01M4-16, H01M4-21
【公開號(hào)】CN104577058
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410829270
【發(fā)明人】唐萬明, 肖振華
【申請(qǐng)人】雙登集團(tuán)股份有限公司
【公開日】2015年4月29日
【申請(qǐng)日】2014年12月26日