一種復合碳材料鉛酸蓄電池負極鉛膏及其制備方法技術

本發明專利技術公開了一種復合碳材料鉛酸蓄電池負極鉛膏及其制備方法，該鉛膏由氧化鉛及占氧化鉛質量百分比為0.5~5.0%的復合碳材料混合之后，加入分別占氧化鉛質量百分比為0.8~1.0%的硫酸鋇、0.1~0.3%的木素、0.1~0.3%的腐殖酸及占氧化鉛質量百分比為0.08%的短纖維，攪拌均勻之后，加入占氧化鉛質量百分比為8.5%的硫酸，用蒸餾水調節鉛膏稠度使所得鉛膏視密度為4.45g/cm

A composite material of carbon anode paste of lead-acid battery and preparation method thereof

The invention discloses a composite material of carbon anode paste of lead-acid battery and preparation method thereof, after the paste by the mass percentage of lead oxide and lead oxide for carbon composite materials mixed 0.5~5.0%, adding accounted for the mass percentage of humic acid lead oxide and barium sulfate, 0.8~1.0% 0.1~0.3% lignin, 0.1~0.3% accounted for PbO mass percentage of short fibers 0.08%, stirring after adding lead oxide accounted for the mass percentage of 8.5% sulfuric acid with distilled water regulating paste consistency makes the density of paste for 4.45g/cm

【技術實現步驟摘要】
一種復合碳材料鉛酸蓄電池負極鉛膏及其制備方法
本專利技術屬于電化學
，具體涉及一種復合碳材料鉛酸蓄電池負極鉛膏及其制備方法。
技術介紹
傳統鉛酸電池主要應用于電動助力車、電動道路車、混合動力汽車及各種內燃機的啟動和無線通信基站等，但其在部分荷電態下負極易硫酸鹽化而失效，降低了電池的受充能力及循環壽命。這是由于活性物質未有效利用，放電產物PbSO4沒有有效的轉化為原來的存在形式，導致不可逆的PbSO4在負極活性物質上累積，PbSO4的累積可減小負極板有效反應面積，致使負極板充電及放電過程進行的特別困難，最終導致電池故障。為了解決上面提到的問題，國內外研究者做出了許多努力。一些研究報道在鉛酸蓄電池負極板中引入碳材料可以提高負極板的放電容量、充電接受能力以及延長其循環壽命。在模擬電池高倍率部分荷電實驗中，將碳材料作為添加劑加入負極活性物質可顯著提高電池的充電接受能力、減緩負極的硫酸鹽化過程。復合碳材料是由兩種或兩種以上不同碳材料所形成的結合體，當復合物表現與其中各單一組分所具有的性質迥異的化學、機械和物理方面的特性時，這些組分仍然保持著各自的原始性質。乙炔黑是由碳化鈣法或石腦油（粗汽油）熱解時的副產氣分解精制得到的純度在99%以上的乙炔，再經過連續分解后得到的炭黑。乙炔黑電阻率小，具有良好的導電性、導熱性和抗靜電效果；石墨在常溫下具有良好的化學穩定性，能耐酸、耐堿和耐有機溶劑的腐蝕，石墨的導電性比一般廢金屬礦高一百倍，石墨能夠導電是因為石墨中每個碳原子與其他碳原子只形成3個共價鍵，每個碳原子仍然保留1個自由電子來傳輸電荷；活性炭是一種黑色多孔的固體炭質，由煤通過粉碎、成型或用均勻的煤粒經炭化、活化生產得到，活性炭的比表面積在500~1700m2/g之間，具有很強的吸附性能，是一種用途極廣的一種工業吸附劑；石墨烯結構非常穩定，石墨烯最大的特性是其中電子的運動速度達到了光速的1/300，遠遠超過了電子在一般導體中的運動速度，石墨烯的比表面積非常大，可以吸附和脫附各種原子和分子。將復合碳材料作為鉛酸蓄電池負極鉛膏的添加劑時，不僅使負極鉛活性物質的導電性會有較明顯的提高，而且還可以增加極板的孔隙率及吸酸值，有利于硫酸根離子的擴散，增加電極的活性表面積，使負極在低溫環境下放電容量有所增加。而且，復合碳材料具備各組分的優異性能，在充放電過程中其結構不易發生變化，可以有效防止活性物質結塊和收縮，還具有將各種溶解物質吸附在本身表面的特性，是一種良好的吸附劑，它能夠很好的吸附硫酸，因而提高了硫酸對活性物質的接觸滲透，有利于電化學反應的進行。
技術實現思路
為了達到上述目的，本專利技術提供了一種復合碳材料鉛酸蓄電池負極鉛膏及其制備方法，該鉛膏有效解決了目前鉛酸蓄電池面臨的充電接受能力差及改善蓄電池循環壽命等問題。本專利技術是通過以下技術方案實現的一種復合碳材料鉛酸蓄電池負極鉛膏，該鉛膏是由以下重量份的原料配制而成：氧化鉛，占氧化鉛質量百分比為0.5~5.0%的復合碳材料，占氧化鉛質量百分比為0.8~1.0%的硫酸鋇，占氧化鉛質量百分比為0.1~0.3%的木素，占氧化鉛質量百分比為0.1~0.3%的腐殖酸，占氧化鉛質量百分比為0.08%的短纖維，占氧化鉛質量百分比為8.0~10.0%的硫酸以及蒸餾水。所述的復合碳材料鉛酸蓄電池負極鉛膏，所述氧化鉛的氧化度為76%，氧化鉛的粒徑為8~10μm。所述的復合碳材料鉛酸蓄電池負極鉛膏，所述復合碳材料包括以下重量份的成分：膠體石墨20%，乙炔炭黑40%，石墨烯15%，活性炭25%。所述的復合碳材料鉛酸蓄電池負極鉛膏，所述的硫酸鋇過800目篩。所述的復合碳材料鉛酸蓄電池負極鉛膏，所述的短纖維為玻璃纖維，纖維的長度為3~6mm。所述的復合碳材料鉛酸蓄電池負極鉛膏，所述硫酸的密度為1.4g/cm3。所述的復合碳材料鉛酸蓄電池負極鉛膏，所述的鉛膏由以下重量份的原料配制而成：氧化鉛，占氧化鉛重量百分比為0.5~5.0%的復合碳材料，占氧化鉛質量百分比為0.9%的硫酸鋇，占氧化鉛質量百分比為0.2%的木素，占氧化鉛質量百分比為0.2%的腐殖酸，占氧化鉛質量百分比為0.08%的短纖維，占氧化鉛質量百分比為8.5%的硫酸及蒸餾水。一種上述復合碳材料鉛酸蓄電池負極鉛膏的制備方法，包括以下步驟：（1）按照上述重量份準備材料；（2）將步驟（1）準備的氧化鉛及復合碳材料混合攪拌均勻，得到混合物a；（3）按照上述重量份取短纖維均勻的分散在蒸餾水中；（4）在步驟（2）混合均勻的混合物a中按照上述重量份依次加入硫酸鋇、木素、腐殖酸、步驟（3）分散在蒸餾水中的短纖維，混合攪拌均勻，得到混合物b；（5）在步驟（4）攪拌均勻之后的混合物b中逐滴加入密度為1.4g/cm3的硫酸，混合攪拌均勻后加入蒸餾水調節鉛膏的稠度，使得最終得到的鉛膏視密度為4.45g/cm3，調節完成之后即得到產品。所述復合碳材料鉛酸蓄電池負極鉛膏的制備方法，步驟（5）所述的滴加硫酸和膏過程中的溫度為55~60℃。與現有技術相比，本專利技術具有以下積極有益效果本專利技術在復合碳材料存在下制備的鉛膏，由于復合碳材料具有較高的吸附能力及較高的比表面積，可以增加極板的空隙率和吸酸值，有利于硫酸根離子的擴散、進一步增加電極的活性表面積，使得電極的電化學反應進行的更加順利，提高了鉛酸蓄電池的循環壽命；采用本專利技術制備的鉛膏制備成蓄電池之后，具有很高的初始容量及循環壽命，并且鉛酸蓄電池的充電接受能力也有顯著改善。具體實施方式下面通過具體實施方式對本專利技術進行更加詳細的說明，但是并不用于限制本專利技術的保護范圍。實施例1一種復合碳材料鉛酸蓄電池負極鉛膏，包括以下重量份的原料：500g氧化度為76%的氧化鉛，2.5g復合碳材料，4.5g硫酸鋇，1g木素，1g腐殖酸，0.4g玻璃纖維，42.5g密度為1.4g/cm3的硫酸，蒸餾水；所述的復合碳材料為膠體石墨20%，乙炔炭黑40%，石墨烯15%，活性炭25%。取一定量該鉛膏涂在Pb-Ca板柵上制得負極片，負極片在35℃條件下保溫2h，然后在65℃和濕度為85％條件下保溫4小時；將固化好的負極板組與常規配方制備的正極板組裝成電池，電解液用密度為1.3g/cm3的硫酸化成，化成完畢后測試電池的性能。實施例2一種復合碳材料鉛酸蓄電池負極鉛膏，包括以下重量份的原料：500g氧化度為76%的氧化鉛，12.5g復合碳材料，4.5g硫酸鋇，1g木素，1g腐殖酸，0.4g玻璃纖維，42.5g密度為1.4g/cm3的硫酸，蒸餾水；所述的復合碳材料為膠體石墨20%，乙炔炭黑40%，石墨烯15%，活性炭25%。取一定量該鉛膏涂在Pb-Ca板柵上制備得到負極片，負極片在35℃條件下保溫2h，然后在65℃和濕度為85％條件下保溫4h；將固化好的負極板組與常規配方制備的正極板組裝成電池，電解液用密度為1.3g/cm3的硫酸化成，化成完畢后測試電池的性能。實施例3一種復合碳材料鉛酸蓄電池負極鉛膏，包括以下重量份的原料：500g氧化度為76%的氧化鉛，25g復合碳材料，4.5g硫酸鋇，1g木素，1g腐殖酸，0.4g玻璃纖維，42.5g密度為1.4g/cm3的硫酸，蒸餾水；所述的復合碳材料為膠體石墨20%，乙炔炭黑40%，石墨烯15%，活性炭25%。取一定量的該鉛膏涂在本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種復合碳材料鉛酸蓄電池負極鉛膏，其特征在于，該鉛膏是由以下重量份的原料配制而成：氧化鉛，占氧化鉛重量百分比為0.5~5.0%的復合碳材料，占氧化鉛質量百分比為0.8~1.0%的硫酸鋇，占氧化鉛質量百分比為0.1~0.3%的木素，占氧化鉛質量百分比為0.1~0.3%的腐殖酸，占氧化鉛質量百分比為0.08%的短纖維，占氧化鉛質量百分比為8.0~10.0%的硫酸及蒸餾水。

【技術特征摘要】
1.一種復合碳材料鉛酸蓄電池負極鉛膏，其特征在于，該鉛膏是由以下重量份的原料配制而成：氧化鉛，占氧化鉛重量百分比為0.5~5.0%的復合碳材料，占氧化鉛質量百分比為0.8~1.0%的硫酸鋇，占氧化鉛質量百分比為0.1~0.3%的木素，占氧化鉛質量百分比為0.1~0.3%的腐殖酸，占氧化鉛質量百分比為0.08%的短纖維，占氧化鉛質量百分比為8.0~10.0%的硫酸及蒸餾水。2.根據權利要求1所述的復合碳材料鉛酸蓄電池負極鉛膏，其特征在于，所述氧化鉛的氧化度為76%，氧化鉛的粒徑為8~10μm。3.根據權利要求1所述的復合碳材料鉛酸蓄電池負極鉛膏，其特征在于，所述的復合碳材料包含以下重量份的成分：膠體石墨20%，乙炔炭黑40%，石墨烯15%，活性炭25%。4.根據權利要求1所述的復合碳材料鉛酸蓄電池負極鉛膏，其特征在于，所述的硫酸鋇過800目篩。5.根據權利要求1所述的復合碳材料鉛酸蓄電池負極鉛膏，其特征在于，所述的短纖維為玻璃纖維，纖維的長度為3~6mm。6.根據權利要求1所述的復合碳材料鉛酸蓄電池負極鉛膏，其特征在于，所述的硫酸密度為1.4g/cm3。7.根據權利1~6任一項所述的復合碳材料鉛...

【專利技術屬性】
技術研發人員：張雷，李松林，閆新華，馬俊立，
申請(專利權)人：河南超威電源有限公司，
類型：發明
國別省市：河南,41