一種鉛酸電池負(fù)極及其制備方法，涉及一種鉛酸電池負(fù)極。提供表面含有聚吡咯的一種鉛酸電池負(fù)極及其制備方法。鉛酸電池負(fù)極由板柵和活性物質(zhì)兩部分組成；板柵的成分為Pb-Sb或Pb-Ca合金，活性物質(zhì)按質(zhì)量百分比的成分是Pb為30%~98%、PbO為0.5%~20%、PbSO4為0.1%~15%、碳黑或石墨為0.05%~30%、硫酸鋇為0.2%~2%、腐殖酸為0.2%~2%、短纖維為0.01%~1%。制備方法包括電化學(xué)修飾法、化學(xué)聚合沉積法和浸漬涂覆法。既可以應(yīng)用于傳統(tǒng)鉛酸電池性能的改進(jìn)，也可以應(yīng)用于雙極性鉛酸電池、膠體電池、管式鉛酸電池、超級(jí)鉛酸電池、鉛碳電池等新型鉛酸電池體系。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種鉛酸電池負(fù)極，尤其是涉及表面含有聚吡咯的。
技術(shù)介紹
鉛酸蓄電池自專利技術(shù)至今已經(jīng)歷了 150多年的發(fā)展，工藝技術(shù)與理論研究已日趨成熟。當(dāng)今的蓄電池行業(yè)中，在產(chǎn)量與應(yīng)用領(lǐng)域上，鉛酸蓄電池仍然占據(jù)著主導(dǎo)地位，并保持著旺盛的生命力。隨著新技術(shù)的發(fā)展，鉛酸蓄電池面臨著其它新型化學(xué)電源的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。對(duì)于鉛酸蓄電池的性能也提出了新的要求，如提高比能量和循環(huán)使用壽命，改善快速充電性 能等。這些都是適應(yīng)新形勢(shì)急需解決的問(wèn)題。然而鉛酸電池負(fù)極在充電過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生一定量的氫氣，尤其是在超級(jí)鉛酸電池與鉛碳電池的負(fù)極中含有大量碳材料的情況下，充電過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量氫氣，嚴(yán)重影響電池的性能。普通鉛酸電池在較大電流充電的情況下，負(fù)極也會(huì)產(chǎn)生大量氫氣，導(dǎo)致電池性能下降，壽命降低，甚至直接導(dǎo)致電池?fù)p壞、失效。中國(guó)專利CN101969149A報(bào)道了在超級(jí)電池負(fù)極鉛膏中采用添加氧化銦、氧化鉍、硬脂酸、硬脂酸鋇等作為析氫抑制劑的方法，以達(dá)到抑制析氫的目的。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于提供表面含有聚吡咯的。本專利技術(shù)所述鉛酸電池負(fù)極由板柵(集流體)和活性物質(zhì)兩部分組成；所述板柵的成分為Pb-Sb或Pb-Ca合金，所述活性物質(zhì)按質(zhì)量百分比的成分是Pb為30% 98%、PbO為O. 5% 20%、PbSO4為O. 1% 15%、碳黑或石墨為O. 05% 30%、硫酸鋇為O. 2% 2%、腐殖酸為O. 2% 2%、短纖維為O. 01% 1%。本專利技術(shù)所述鉛酸電池負(fù)極的第一種制備方法(電化學(xué)修飾法)如下選取普通鉛酸電池負(fù)極作為工作電極，以鉬電極或者不銹鋼片作為對(duì)電極，飽和甘汞電極(SCE)作為參比電極，電解液中吡咯濃度為O. 05、. 5M，對(duì)甲苯磺酸鈉或樟腦磺酸作為摻雜劑，摻雜劑濃度為O. 05 I. OM ;采用恒電位法在O. Γ2. OV合成聚吡咯，經(jīng)5s 60min時(shí)間修飾，將負(fù)極板取出水洗，在4(T85°C條件下烘干O. 5飛h，即得表面含有聚吡咯的鉛酸電池負(fù)極。本專利技術(shù)所述鉛酸電池負(fù)極的第二種制備方法(化學(xué)聚合沉積法)如下以O(shè). 5^2. OmoI/L的(NH4)2S2O8溶液作為氧化劑，配制O. Γ2. OmoI/L吡咯的異丙醇溶液，將不含有聚吡咯膜的普通鉛酸電池的負(fù)極先在氧化劑中浸潰5iT2min后，再放入吡咯異丙醇溶液中浸潰5iT2min，取出后放置5飛Omin;清洗后，在4(T85°C條件下干燥5飛Omin ;重復(fù)以上浸潰氧化劑溶液與吡咯異丙醇溶液過(guò)程至少I次，再于4(T85°C條件下干燥2 10h，即得表面含有聚吡咯的鉛酸電池負(fù)極。本專利技術(shù)所述鉛酸電池負(fù)極的第三種制備方法(浸潰涂覆法)如下選取不含有聚吡咯膜的普通鉛酸電池的負(fù)極浸潰于濃度為O. 05°/Γ20%聚吡咯有機(jī)溶液中5s lOmin，取出后放置2 60min，并在45 85°C條件下干燥2 120min，重復(fù)以上浸潰聚吡咯溶液過(guò)程至少I次，然后置于45 85°C條件下干燥2 24h，即得表面含有聚吡咯的鉛酸電池負(fù)極。本專利技術(shù)既可以應(yīng)用于傳統(tǒng)鉛酸電池性能的改進(jìn)，也可以應(yīng)用于雙極性鉛酸電池、膠體電池、管式鉛酸電池、超級(jí)鉛酸電池、鉛碳電池等新型鉛酸電池體系。本專利技術(shù)提供一種表面含有聚批咯的新型鉛酸電池負(fù)極,聚批咯(polypyrrole)是一種常見(jiàn)的導(dǎo)電聚合物，結(jié)構(gòu)式如下所示 4 或 Hn H2聚吡咯是一種研究和使用較多的雜環(huán)共軛型導(dǎo)電高分子。聚吡咯空氣穩(wěn)定性好， 易于電化學(xué)聚合成膜，其電導(dǎo)率和力學(xué)強(qiáng)度等性質(zhì)與電解液陰離子、溶劑、PH值和溫度等聚合條件密切相關(guān)。本專利技術(shù)是通過(guò)表面修飾的方法，制備表面含有聚吡咯的新型鉛酸電池負(fù)極。這種電極制造工藝簡(jiǎn)單，并且能夠使鉛酸電池的負(fù)極具有倍率性能高的特點(diǎn)，而且有非常好的抑制析氫效果。有效地解決了電池因充電產(chǎn)生氫氣而導(dǎo)致性能下降的問(wèn)題。本專利技術(shù)的特點(diǎn)是在普通鉛酸電池負(fù)極的表面覆蓋一層聚吡咯膜。這層聚吡咯膜可以采用化學(xué)聚合(沉積)、電化學(xué)修飾、浸潰(涂覆)等方法而制備。在普通的鉛酸電池的負(fù)極生產(chǎn)工藝中進(jìn)行簡(jiǎn)單的改進(jìn)，便可以制造本專利技術(shù)的這種表面含有聚吡咯的新型鉛酸電池負(fù)極，使電池的性能得到提聞。附圖說(shuō)明圖I為本專利技術(shù)經(jīng)聚吡咯修飾后的鉛酸電池負(fù)極掃描電鏡圖。在圖I中，標(biāo)尺為10. O μ m。圖2為未進(jìn)行修飾的普通鉛酸電池負(fù)極掃描電鏡圖。在圖2中，標(biāo)尺為10. Ομπι。圖3為本專利技術(shù)經(jīng)聚吡咯修飾的含有O. 5%石墨微片負(fù)極的循環(huán)伏安測(cè)試曲線。在圖3中，各標(biāo)記為I一聚吡咯修飾電極，2—未修飾電極。圖4為本專利技術(shù)經(jīng)聚吡咯修飾的含3%碳黑負(fù)極的循環(huán)伏安測(cè)試曲線。在圖4中，橫坐標(biāo)為電位V (VS. Hg/Hg2S04)，縱坐標(biāo)為電流密度Current (A/cm2);各標(biāo)記為I一聚吡咯修飾電極，2—未修飾電極。圖5為本專利技術(shù)采用樟腦磺酸作為摻雜劑合成聚吡咯修飾的普通鉛酸電池負(fù)極板的循環(huán)伏安測(cè)試曲線。在圖5中，各標(biāo)記為I一聚吡咯修飾負(fù)極板，2—未修飾負(fù)極板。圖6為本專利技術(shù)經(jīng)聚吡咯修飾的鉛酸電池負(fù)極的循環(huán)性能測(cè)試曲線。在圖6中，橫坐標(biāo)為循環(huán)Cycle Number,縱坐標(biāo)為能量Capacity CmA · h)具體實(shí)施例方式以下將用實(shí)施例更詳細(xì)地描述本專利技術(shù)，而且其目的僅僅在于說(shuō)明本方法與本專利技術(shù)的特點(diǎn)，而不是對(duì)其進(jìn)行限制。實(shí)施例I本實(shí)施例展示對(duì)普通鉛酸電池負(fù)極板表面進(jìn)行電化學(xué)修飾的方法與電極表面形貌。選取普通鉛酸電池負(fù)極板(熟板)進(jìn)行表面修飾。具體實(shí)施方法為采用恒電位法在O. 8V合成聚吡咯，分別以鉬電極、飽和甘汞電極(SCE)作為對(duì)電極、參比電極。電解液中吡咯濃度為O. 15M，對(duì)甲苯磺酸鈉作為摻雜劑，濃度為O. 2M。經(jīng)60s聚吡咯修飾后的負(fù)極板掃描電鏡圖對(duì)比沒(méi)有進(jìn)行修飾的普通負(fù)極板(見(jiàn)圖I與圖2)可知，修飾前的負(fù)極板表面是海綿鉛，結(jié)構(gòu)比較稀疏。修飾后，海綿鉛表面被聚吡咯所覆蓋，結(jié)構(gòu)變致密。實(shí)施例2本實(shí)施例是采用循環(huán)伏安法表征通過(guò)電化學(xué)修飾法得到的含有聚吡咯的新型鉛 酸電池負(fù)極(活性物質(zhì)中含O. 5%的石墨微片)的電化學(xué)特性，展示聚吡咯膜抑制析氫的效果O用于循環(huán)伏安性能測(cè)試的研究電極制作方法直徑為IOmm的純鉛電極，一端用銅導(dǎo)線焊接，并將其浸在電解液中的部分用絕緣耐酸膠密封住，在電極平面一側(cè)鉆一個(gè)直徑為2. 6mm的圓孔,鉛表面離絕緣面的深度為Imm,用來(lái)填充被研究的活性物質(zhì)(鉛膏),涂膏后的電極經(jīng)過(guò)固化干燥與化成等工藝制成研究電極。用于循環(huán)伏安測(cè)試的含有聚吡咯的研究電極制作，采用下述方法實(shí)施將上述方法制備的研究電極作為工作電極，以不銹鋼片為對(duì)電極，以飽和甘汞電極(SCE)為參比電極。電解液中吡咯濃度為O. 15M，對(duì)甲苯磺酸鈉作為摻雜劑，濃度為O. 2M。以恒電位法(O. 8V)合成聚吡咯對(duì)其進(jìn)行電化學(xué)修飾。本實(shí)施例中用于循環(huán)伏安性能測(cè)試的輔助電極為大面積的鉛平板電極，參比電極為Hg/Hg2S04 — H2SO4,掃描速度0. 5mV/s。修飾后的電極與未修飾電極的循環(huán)伏安性能測(cè)試結(jié)果比較如圖3所示(注本實(shí)施例中研究電極為負(fù)極活性物質(zhì)中添加O. 5%的石墨微片)。結(jié)果表明，未修飾電極在I. 7V附近的析氫峰明顯高于修飾后的電極，說(shuō)明聚吡咯膜具有非常好的抑制析氫效果。實(shí)施例3本實(shí)施例采用循環(huán)伏安法表征通過(guò)電化學(xué)修飾法得到的含有聚吡咯的鉛碳電池負(fù)極(活本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種鉛酸電池負(fù)極，其特征在于由板柵和活性物質(zhì)兩部分組成；所述板柵的成分為Pb？Sb或Pb？Ca合金，所述活性物質(zhì)按質(zhì)量百分比的成分是Pb為30%~98%、PbO為0.5%~20%、PbSO4為0.1%~15%、碳黑或石墨為0.05%~30%、硫酸鋇為0.2%~2%、腐殖酸為0.2%~2%、短纖維為0.01%~1%。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：高軍，張焱，楊勇，黃建國(guó)，謝旭東，黃連清，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：廈門大學(xué)，福建省閩華電源股份有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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