專利名稱：鉛炭電池的負(fù)極鉛膏及其制備方法、負(fù)極極板、鉛炭電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鉛酸電池領(lǐng)域，具體涉及鉛炭電池的負(fù)極鉛膏及其制備方法、負(fù)極極板、鉛炭電池。
背景技術(shù)：
隨著全球石油資源的日益短缺，溫室氣體大量排放對(duì)環(huán)境造成惡劣影響，世界各國(guó)正大力發(fā)展新能源動(dòng)力汽車來解決這一全球性問題。鋰離子電池和鎳氫電池的比能量和循環(huán)壽命均能達(dá)到動(dòng)力汽車的要求，但是其受安全性和價(jià)格因素限制，短期內(nèi)很難大規(guī)模應(yīng)用。傳統(tǒng)的鉛酸電池的安全性好，價(jià)格低，有在新能源動(dòng)力汽車中大規(guī)模應(yīng)用的前景，但是由于傳統(tǒng)鉛酸電池大電流性能差、比能量低，因此需要進(jìn)一步提高鉛酸電池的大電流充電性能和比能量，來滿足動(dòng)力汽車的要求。通過向鉛酸電池的鉛負(fù)極引進(jìn)炭材料而形成鉛炭電池，可以提高電池的大電流充電性能，但是因?yàn)樘坎牧系奈鰵溥^電位低，循環(huán)過程中電池失水嚴(yán)重，故鉛炭電池的循環(huán)壽
命一般較低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有鉛炭電池析氫過電位低，循環(huán)過程中電池失水嚴(yán)重導(dǎo)致鉛炭電池的循環(huán)壽命短的問題，提供一種鉛炭電池的負(fù)極鉛膏。解決本發(fā)明技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種鉛炭電池的負(fù)極鉛膏，該鉛炭電池負(fù)極鉛膏由下列重量份配比的原料混合而成鉛粉100，硫酸溶液5-10，硫酸鋇0. 5-2，析氫抑制劑0. 1-2，活性炭0. 1-4，乙炔黑O. 1-1，石墨烯O. 1-4，腐植酸1_4，聚酯纖維O. 1_1，水10_20，木素0. 1~2ο優(yōu)選的是，所述的析氫抑制劑為氧化鋅、硬脂酸鋇、氧化鉍中的任意一種或幾種。優(yōu)選的是，所述的析氫抑制劑的重量份配比為O. 5-1. 5。優(yōu)選的是，所述的鉛粉的氧化度為72%_78%。優(yōu)選的是，所述的硫酸溶液的密度為I. 35g/ml-l. 45g/ml。優(yōu)選的是，所述的聚酯纖維的長(zhǎng)度為2mm-4mm。由于本發(fā)明的負(fù)極鉛膏中加入了析氫抑制劑，因此由其制備的鉛炭電池的負(fù)極的析氫過電位得到提高，避免了循環(huán)過程中該鉛炭電池的失水嚴(yán)重的問題，使鉛炭電池的循 環(huán)壽命得到了提高。本發(fā)明還提供一種上述鉛炭電池的負(fù)極鉛膏的制備方法，包括如下步驟步驟(I):按權(quán)利要求1-6任意一項(xiàng)所述的重量配比，將活性炭、石墨烯、乙炔黑、析氫抑制劑混合，得到第一混合物；步驟(2):將配比量的鉛粉加入到第一混合物中并繼續(xù)混合，得到第二混合物；
步驟(3 ):將配比量的聚酯纖維、腐植酸、硫酸鋇、木素加入第二混合物中并繼續(xù)混合，得到第三混合物；
步驟(4):將配比量的水加入第三混合物中并繼續(xù)混合，得到第四混合物；步驟(5):將配比量的硫酸溶液緩慢加入第四混合物中，同時(shí)進(jìn)行混合；步驟(6):加完硫酸溶液后繼續(xù)混合，得到鉛炭電池的負(fù)極鉛膏。優(yōu)選的是，所述負(fù)極鉛膏的視密度控制在3. 7-4. 6g/ml。在上述鉛炭電池的負(fù)極鉛膏的制備方法中，由于析氫抑制劑先和炭材料(如活性炭)混合，能使析氫抑制劑和炭材料充分接觸，提高了由其制備的負(fù)極中炭材料的析氫過電位，給鉛炭電池的負(fù)極帶來優(yōu)異的充電性能，整體提高了鉛炭電池的充電接受能力，大電流循環(huán)壽命，改善了負(fù)極的硫酸鹽化現(xiàn)象，有效提高鉛炭電池的低溫性能。本發(fā)明還提供一種以負(fù)極鉛膏為原料制備的鉛炭電池的負(fù)極極板。
由于該鉛炭電池的負(fù)極極板是以上述負(fù)極鉛膏為原料制備的，所以由上述負(fù)極極板制備的鉛炭電池在部分荷電狀態(tài)循環(huán)壽命得到大幅度的提聞，且其制備方法基本不變，成本提高僅2%，具有明顯的價(jià)格和性能優(yōu)勢(shì)。本發(fā)明還提供一種鉛炭電池，其包括上述的鉛炭電池負(fù)極極板。由于該鉛炭電池包括上述的鉛炭電池負(fù)極極板，故該鉛炭電池能夠解決現(xiàn)有鉛炭電池析氫過電位低，循環(huán)過程中電池失水嚴(yán)重導(dǎo)致循環(huán)壽命短的問題，在汽車啟動(dòng)電池、混合動(dòng)力汽車電池等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。
具體實(shí)施例方式為使本領(lǐng)域技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面給出具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。實(shí)施例I本實(shí)施例提供一種鉛炭電池的負(fù)極鉛膏及其制備方法。一、鉛炭電池的負(fù)極鉛膏的組分配比該負(fù)極鉛膏的組分配比為氧化度為72%的鉛粉100Kg，密度為I. 37g/ml的硫酸溶液5Kg,硫酸鋇0. 5Kg，活性炭4Kg,乙炔黑0. lKg，石墨烯0. 4Kg，腐植酸=IKg,長(zhǎng)度為3mm的聚酯纖維0. lKg，水:10Kg，木素:0. lKg，硬脂酸鋇O. 5Kg。二、鉛炭電池的負(fù)極鉛膏的制備方法具體制備方法如下步驟(I):按上述的重量配比，將活性炭、石墨烯、乙炔黑、硬脂酸鋇放入攪拌機(jī)中攪拌IOmin,得到第一混合物；步驟(2):按上述的重量配比，將鉛粉加入上述制得的第一混合物中并繼續(xù)攪拌13min，得到第二混合物；步驟(3):將該第二混合物和聚酯纖維、腐植酸、硫酸鋇、木素一起放入和膏機(jī)中并繼續(xù)攪拌13min,得到第三混合物；步驟(4):按上述的重量配比，將水快速加入步驟(3)的和膏機(jī)內(nèi)，并繼續(xù)攪拌6min ；步驟(5):按上述的重量配比，在進(jìn)行攪拌的狀態(tài)下在13min內(nèi)將硫酸溶液緩慢均勻加入步驟(4)的和膏機(jī)內(nèi)；步驟(6):加完硫酸溶液后繼續(xù)攪拌15min，得到鉛膏，該鉛膏的視密度控制在4. lg/ml0三、鉛炭電池的制備和測(cè)試可繼續(xù)將上述制得的負(fù)極鉛膏涂覆在負(fù)極板柵上，并進(jìn)行極板固化和化成，制成鉛炭電池的負(fù)極極板?？衫^續(xù)將上述制得的負(fù)極極板連同其它必要組件例如正極極板、隔板、蓄電池槽蓋、電解液等組裝成6-DZM-12Ah的電動(dòng)車電池用鉛炭電池。將上述制備的鉛炭電池按歐洲汽車研究和發(fā)展委員會(huì)(EUCAR)的部分荷電狀態(tài)(PSoC)的測(cè)試方法進(jìn)行測(cè)試。PSoC測(cè)試步驟如下(I)測(cè)試電池2hr容量C2 ；(2)將電池充滿電并用2hr電流放電至60%S0C ；(3)5C2 放電 18s;(4)靜置 18s;(5)4.5C2 充電 4s ;(6) 2. 5C2 充電 8s ;(7) IC2 充電 54s;(8)靜置 18s(9)循環(huán)進(jìn)行上述3-8步驟，截止電壓為I. 7V。四、對(duì)照電池的制備和測(cè)試I)對(duì)照電池的負(fù)極組分對(duì)照電池的負(fù)極鉛膏組分為將上述鉛炭電池的負(fù)極鉛膏中作為析氫抑制劑的硬脂酸鋇用等量的水替代所得的組分。2)對(duì)照電池的負(fù)極鉛膏的制備方法對(duì)照電池的負(fù)極鉛膏的制備方法與上述鉛炭電池的負(fù)極鉛膏的制備方法相同。3)對(duì)照電池的制備和測(cè)試對(duì)照電池的制備方法與上述鉛炭電池的制備方法相同。對(duì)照電池的測(cè)試方法與上述鉛炭電池的測(cè)試方法相同。將本實(shí)施例制備鉛炭電池和對(duì)照電池進(jìn)行上述的測(cè)試，具體測(cè)試結(jié)果如表I所示，可見，本實(shí)施例制備鉛炭電池的PSoC循環(huán)壽命相對(duì)于對(duì)照電池PSoC的循環(huán)壽命得到了大巾畐提聞。表I本發(fā)明實(shí)施例制備的鉛炭電池和對(duì)照電池的部分荷電狀態(tài)測(cè)試循環(huán)壽命數(shù)據(jù)表
權(quán)利要求
1.ー種鉛炭電池的負(fù)極鉛膏，其特征在干，由下列重量份配比的原料混合而成鉛粉100，硫酸溶液5-10，硫酸鋇0. 5-2，析氫抑制劑0. 1-2，活性炭0. 1-4,こ炔黑O.ト1，石墨烯O. 1-4，腐植酸1-4，聚酯纖維0. 1-1，水:10-20，木素:0.ト2。
2.如權(quán)利要求I所述的鉛炭電池的負(fù)極鉛膏，其特征在于，所述的析氫抑制劑為氧化鋅、硬脂酸鋇、氧化鉍中的任意ー種或幾種。
3.如權(quán)利要求I所述的鉛炭電池的負(fù)極鉛膏，其特征在于，所述的析氫抑制劑的重量份配比為O. 5-1. 5。
4.如權(quán)利要求I所述的鉛炭電池的負(fù)極鉛膏，其特征在于，所述的鉛粉的氧化度為72%-78%。
5.如權(quán)利要求I所述的鉛炭電池的負(fù)極鉛膏，其特征在于，所述的硫酸溶液的密度為I.35g/ml_l· 45g/ml。
6.如權(quán)利要求I所述的鉛炭電池的負(fù)極鉛膏，其特征在于，所述的聚酯纖維的長(zhǎng)度為2mm-4mm0
7.ー種制備權(quán)利要求1-6任意一項(xiàng)所述的鉛炭電池的負(fù)極鉛膏的方法，其特征在干，包括如下步驟 步驟(I):按權(quán)利要求1-6任意一項(xiàng)所述的重量配比，將活性炭、石墨烯、こ炔黑、析氫抑制劑混合，得到第一混合物； 步驟(2):將配比量的鉛粉加入到第一混合物中并繼續(xù)混合，得到第二混合物； 步驟(3):將配比量的聚酯纖維、腐植酸、硫酸鋇、木素加入第二混合物中并繼續(xù)混合，得到第三混合物； 步驟(4):將配比量的水加入第三混合物中并繼續(xù)混合，得到第四混合物； 步驟(5):將配比量的硫酸溶液緩慢加入第四混合物中，同時(shí)進(jìn)行混合； 步驟(6):加完硫酸溶液后繼續(xù)混合，得到鉛炭電池的負(fù)極鉛膏。
8.如權(quán)利要求7所述的鉛炭電池的負(fù)極鉛膏的制備方法，其特征在于，所述負(fù)極鉛膏的視密度控制在3. 7-4. 6g/ml。
9.ー種鉛炭電池負(fù)極極板，其特征在于，所述鉛炭電池的負(fù)極極板是以權(quán)利要求1-6所述的負(fù)極鉛膏為原料制備的。
10.ー種鉛炭電池，其特征在于，包括權(quán)利要求9所述的鉛炭電池負(fù)極極板。
全文摘要
本發(fā)明提供一種鉛炭電池的負(fù)極鉛膏及其制備方法、負(fù)極極板、鉛炭電池，屬于鉛酸電池制備領(lǐng)域，其可解決現(xiàn)有的鉛炭電池析氫過電位低，循環(huán)過程中電池失水嚴(yán)重的問題。本發(fā)明向鉛炭電池的負(fù)極鉛膏中添加了析氫抑制劑，以該負(fù)極鉛膏為原料制備的鉛炭電池解決了現(xiàn)有鉛炭電池析氫過電位低，循環(huán)過程中電池失水嚴(yán)重導(dǎo)致循環(huán)壽命短的問題。
文檔編號(hào)H01M10/06GK102709526SQ201210200398
公開日2012年10月3日 申請(qǐng)日期2012年6月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月18日
發(fā)明者童慶, 胡德言, 高峰 申請(qǐng)人:奇瑞汽車股份有限公司