專利名稱：一種超級鉛酸蓄電池的碳基復合材料的制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種蓄電池材料的制備方法，尤其涉及一種超級鉛酸蓄電池的碳基復合材料的制備方法。
背景技術：
電動汽車對動力電源的要求是具有高功率密度、高能量密度、長壽命和低價格。新型的超級電池技術是滿足這種要求的重要選項之一。所謂超級電池，是將超級電容器電極與各種電池型電極全部或部分混合，構成兼具電池和電容特點的新型儲能裝置或動力裝置。其中將超級電容器的多孔碳電極嵌入閥控鉛酸(VRLA)電池中構成基于超級電容 的超級鉛酸電池，是未來混合動力車的動力電源的重要選項之一。將超級電容器電極與各種電池型電極全部或部分混合，構成非對稱型超級電容器或超級電池已經(jīng)成為一個新的發(fā)展方向。鉛碳超級電池是鉛酸蓄電池和超級電容器集成的復合電源中的一種，其集成的方法是在鉛酸蓄電池的極板中加入一定量的具有高比電容的碳材料。在這種情形下，碳基復合材料的性能直接決定了電池極板功率性能和容量特性以及機械強度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種超級鉛酸蓄電池的碳基復合材料的制備方法，使用該方法制備的碳基復合材料的超級鉛酸電池具有功率性能高、容量大、機械強度好等特點。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的一種超級鉛酸蓄電池的碳基復合材料的制備方法包括如下步驟
步驟I,制備碳包覆鉛粉
取I. 06-1. lg/cm3蔗糖溶液10-15L，然后向該溶液中加入6-8kg鉛粉，超聲分散1_2小時，將該混合物移入水熱反應釜，190°C反應18-20小時，待產(chǎn)物冷卻后，用無水乙醇和去離子水交替洗滌該產(chǎn)物五次，45°C真空干燥8-10小時，真空度為90-100kPa，研磨過篩，得到微米級的碳包覆鉛粉備用；
步驟2，配料
按如下重量份配比碳基復合材料的原料
步驟I中得到的碳包覆鉛粉 90-100 纖維O. 1-0. 3
無機鈣鹽O. 4-1
木素磺酸鹽 O. 4-0. 6 微米級ZnSO4粉 O. 2-0. 5 乙炔黑O. 2-0. 3
粘合劑1-2
步驟3，將上述配比好的原料采用攪拌機混合混勻，然后加入上述原料總質量11-15%的濃度為I. 4g/ml的硫酸、上述原料總質量5-8%的含量為20%的PVA溶液和上述原料總質量10-15%的蒸餾水，在60°C下進行和膏，得到超級鉛酸蓄電池的碳基復合材料。其中，所述粘合劑優(yōu)選為CMC。其中，所述木素磺酸鹽優(yōu)選為木質素磺酸鈉。其中，所述無機鈣鹽優(yōu)選為硫酸蓋鈣。本發(fā)明還提供了一種上述任意方法制備的超級鉛酸蓄電池的碳基復合材料。本發(fā)明制備的超級鉛酸蓄電池的碳基復合材料，使用了碳包覆鉛粉，提高了碳材料和鉛材料的混合均勻性，因而提高了復合材料的容量以及充放電能力，此外，采用本發(fā)明的方法制備的復合材料，機械強度高，延長了超級鉛酸蓄電池的使用壽命。
具體實施方式
實施例一
制備碳包覆鉛粉
取I. 06/cm3蔗糖溶液10L，然后向該溶液中加入6kg鉛粉，超聲分散I小時，將該混合物移入水熱反應釜，190°C反應18小時，待產(chǎn)物冷卻后，用無水乙醇和去離子水交替洗滌該產(chǎn)物五次，45°C真空干燥8小時，真空度為90kPa，研磨過篩，得到微米級的碳包覆鉛粉備用。配料
按如下重量份配比碳基復合材料的原料
得到的碳包覆鉛粉90 纖維O. I
硫酸鈣0.4
木素磺酸鈉O. 4
微米級ZnSO4粉 O. 2 乙炔黑O. 2
CMCI?；炝?br> 將上述配比好的原料采用攪拌機混合混勻，然后加入上述原料總質量11%、1. 4g/ml的硫酸、上述原料總質量5%的含量為20%的PVA溶液和上述原料總質量10%的蒸餾水，在60°C下進行和膏，得到超級鉛酸蓄電池的碳基復合材料。實施例二 制備碳包覆鉛粉
取I. lg/cm3蔗糖溶液15L，然后向該溶液中加入8kg鉛粉，超聲分散2小時，將該混合物移入水熱反應釜，190°C反應20小時，待產(chǎn)物冷卻后，用無水乙醇和去離子水交替洗滌該產(chǎn)物五次，45°C真空干燥10小時，真空度為IOOkPa,研磨過篩，得到微米級的碳包覆鉛粉備用。配料
按如下重量份配比碳基復合材料的原料
得到的碳包覆鉛粉100 纖維O. 3硫酸鈣I
木素磺酸鈉O. 6
微米級ZnSO4粉 O. 5 乙炔黑O. 3
CMC2?；炝?br> 將上述配比好的原料采用攪拌機混合混勻，然后加入上述原料總質量15%、1. 4g/ml的硫酸、上述原料總質量5-8%的含量為20%的PVA溶液和上述原料總質量15%的蒸餾水，在60°C下進行和膏，得到超級鉛酸蓄電池的碳基復合材料。比較例 鉛粉和碳材料不采用包覆的方式，復合材料的重量比分如下
鉛粉 100 炭黑 5 木素 O. 2 硫酸鋇 I 微米級ZnSO4粉0.5 CMC 2 其它的同實施例一。分別采用實施例一、二和比較例的復合材料制成相同規(guī)格的負極板和PbO2基正極板組裝成碳基超級鉛酸電池，采用以下方式充放電循環(huán)進行測試3C放電40s—停5s — 2C充電40s —停IOs — I放電20s，放電截止I. 5V。經(jīng)測試得到，采用實施例一、二的復合材料的碳基超級鉛酸電池與采用比較例的復合材料的鉛酸蓄電池相比，質量比功率比提高25%以上，循環(huán)壽命提高了 2倍以上。
權利要求
1.一種超級鉛酸蓄電池的碳基復合材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟 步驟I,制備碳包覆鉛粉 取I. 06-1. lg/cm3蔗糖溶液10-15L，然后向該溶液中加入6-8kg鉛粉，超聲分散1_2小時，將該混合物移入水熱反應釜，190°C反應18-20小時，待產(chǎn)物冷卻后，用無水乙醇和去離子水交替洗滌該產(chǎn)物五次，45°C真空干燥8-10小時，真空度為90-100kPa，研磨過篩，得到微米級的碳包覆鉛粉備用； 步驟2，配料 按如下重量份配比碳基復合材料的原料 步驟I中得到的碳包覆鉛粉 90-100 纖維O. 1-0. 3 無機鈣鹽O. 4-1 木素磺酸鹽 O. 4-0. 6 微米級ZnSO4粉 O. 2-0. 5 乙炔黑O. 2-0. 3 粘合劑1-2 步驟3，將上述配比好的原料采用攪拌機混合混勻，然后加入上述原料總質量11-15%的濃度為I. 4g/ml的硫酸、上述原料總質量5-8%的含量為20%的PVA溶液和上述原料總質量10-15%的蒸餾水，在60°C下進行和膏，得到超級鉛酸蓄電池的碳基復合材料。
2.根據(jù)權利要求I所述的方法，其特征在于，所述粘合劑為CMC。
3.根據(jù)權利要求I所述的方法，其特征在于，所述木素磺酸鹽為木質素磺酸鈉。
4.根據(jù)權利要求I所述的方法，其特征在于，所述無機鈣鹽為硫酸蓋鈣。
5.—種如權利要求I所述方法制備的超級鉛酸蓄電池的碳基復合材料。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種超級鉛酸蓄電池的碳基復合材料的制備方法。該方法包括如下步驟制備碳包覆鉛粉，采用碳包覆鉛粉、纖維、硫酸鈣、木素磺酸鈉、微米級ZnSO4粉、乙炔黑、粘合劑配置原料，將上述配比好的原料采用攪拌機混合混勻，然后加入硫酸、PVA溶液和蒸餾水，進行和膏，得到超級鉛酸蓄電池的碳基復合材料。本發(fā)明制備的超級鉛酸蓄電池的碳基復合材料，使用了碳包覆鉛粉，提高了碳材料和鉛材料的混合均勻性，因而提高了復合材料的容量以及充放電能力，此外，采用本發(fā)明的方法制備的復合材料，機械強度高，延長了超級鉛酸蓄電池的使用壽命。
文檔編號H01M4/20GK102891295SQ20121035765
公開日2013年1月23日 申請日期2012年9月24日 優(yōu)先權日2012年9月24日
發(fā)明者姜波 申請人:上海錦眾信息科技有限公司