本发明专利技术提供了一种铅炭电池负极铅膏，该负极铅膏包括质量份计的下述组分：铅粉1～99；炭-氧化物复合材料0.1～90；炭黑0～0.5；硫酸钡0.1～2；短纤维0.05～0.1；有机膨松剂0.01～3.2。该铅膏的碳材料表面和孔隙内的氧化物以离子形态紧密吸附在碳材料周围，固化干燥过程中，又重新复合在碳材料表面和孔隙内，“溶解-再复合”使碳材料的活性表面和孔隙都均匀附着微小的氧化物薄层，大大提高碳材料和氧化物的结合程度，充分发挥碳材料导电和电容特性，限制了碳材料表面析氢。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术设及一种铅炭电池电极材料，具体讲设及一种铅炭电池负极铅膏。
技术介绍
铅酸蓄电池原材料资源丰富、价格低廉、安全性好、资源再生回收率高，且技术成 熟。传统铅酸蓄电池在高倍率部分荷电状态化RPSoC)条件下（约30%~70%S〇C)运行，易导 致负极板的严重硫酸盐化，导致电池失效。铅炭超级电池是由铅酸电池和超级电容器组合 而成的新型复合储能装置，与传统铅酸蓄电池相比，能有效地抑制负极板的硫酸盐化现象， 寿命可延长3-5倍，功率密度提高20 % -50 %。 目前铅炭电池负极中主要添加高比表面积的炭黑和活性炭等电容性炭材料，形成 铅炭复合电极，提高负极材料的电导率和电容，限制硫酸盐晶粒长大，抑制负极的不可逆硫 酸盐化，提高电池的循环寿命和倍率性能。铅酸电池在高倍率部分荷电状态工作时，电极中 含有大量不导电的硫酸铅，炭粒子的存在为负极板中的绝缘区域内部提供了导电通道，有 利于充电过程中铅的沉积与形核。通常添加2-15wt. %的炭黑、石墨和活性炭颗粒，构成铅 炭复合负极。在实际充放电循环过程中，活性物质体积循环膨胀-收缩，多次膨胀-收缩后， 炭黑或石墨颗粒构成的导电网络断裂、活性物质脱落，造成电导率W及比容量均将急剧下 降，导致循环寿命急剧缩短和倍率性能的降低。且碳加入量过大会降低材料的电极材料的 比容量和材料的加工涂覆性能。 碳材料表面析氨电位比铅低，碳材料的加入导致电池析氨增加，过度析氨会引起 电池失水失效，影响电池寿命。公开号为CN101969149A的专利申请公开了一种超级电池负 极铅膏及其制备方法，负极活性材料中混合添加了氧化铜、氧化秘、硬脂酸或硬脂酸领，抑 制负极析氨。专利CN201210200398中公开了一种铅炭电池负极铅膏，添加了氧化锋、硬脂酸 钢、氧化祕中的一种或几种，抑制负极析氨。但上述方法都直接将添加剂加入负极铅膏中， 添加剂与碳材料的接触不够充分，抑制析氨的效果不明显。 碳材料表面渗杂化也是一种有效的抑氨方法，抑氨机理为碳表面存在化化合物， 使得碳表面析氨变成化表面析氨，化析氨过电位很高，活性炭表面析氨受到抑制。效果跟化 吸附的位置，吸附均匀性相关。由于活性炭是不规则的高比表面材料，孔桐在微米甚至纳米 级，大小不均一，使渗Pb改性效果一致性较差。Pb只附着在活性炭表面，在长期的电池循环 过程中可能会通过溶解再结晶的方法在某些地方产生团聚，使抑氨效果下降。
技术实现思路
为克服现有技术存在的上述缺陷，本专利技术提供了一种铅炭电池负极铅膏，该铅膏 碳材料表面和孔隙内的氧化物W离子形态紧密吸附在碳材料周围，固化干燥过程中，又重 新复合在碳材料表面和孔隙内，"溶解-再复合"使碳材料的活性表面和孔隙都均匀附着微 小的氧化物薄层，大大提高碳材料和氧化物的结合程度，充分发挥碳材料导电和电容特性， 限制了碳材料表面析氨。 为实现上述专利技术目的，本专利技术采取的技术方案为： -种铅炭电池负极铅膏，包括质量份计的下述组分： 组分 质量份 铅粉 1、.與 炭-氧化物复合材料 0 1~W 炭黑 0~0 5 疏酸锁 0.1-2 短纤维 0.05~0.1 有机膨松剂 0.01~3.2. 优选的，负极铅膏包括质量份计的下述组分： 组分 质量份 铅粉 80~90 炭-氧化物复合材料 0.5--5 炭黑 化1~0.4 硫酸锁 0 2~1 短舒维 0.0(，--0.09 有机膨松剂： 0舶峨5。 优选的，炭-氧化物复合材料包括质量份计的下述组分：[001引组分 质量份 碳材料 1~99[001引金属氧化物 1~99。优选的，炭-氧化物复合材料包括质量份计的下述组分：组分 质量份[001引碳材料 90~99 金属氧化物 1~10。 优选的，有机膨松剂包括如下质量份计组分： 组分 质量份 木质素横酸钢 0.01~1.2 腐植酸 0~2。 优选的，碳材料包括零维碳纳米材料和/或一维碳纳米材料，金属氧化物包覆于碳 材料表面或填充于碳材料空隙中。 优选的，零维碳纳米材料为从炭黑、乙烘黑、膨胀石墨或活性炭中选出的，零维碳 纳米材料的比表面积为l〇〇〇-3〇〇〇mVg。 优选的，一维碳纳米材料为从碳纳米管、碳纳米纤维、碳纳米带或碳纳米棒中选出 的，一维碳纳米材料长度与直径比大于1。 优选的，金属氧化物为从氧化锋、氧化嫁、氧化错、氧化银、氧化铜、氧化祕或氧化 铅中选出的。优选的，短纤维为聚对苯二甲酸乙二醇醋或聚对苯二甲酸下二醇醋。 碳纳米管和碳纤维导电性好、长径高、比表面积大，大的长径使其逾渗阔值低，与 炭黑、活性炭等零维炭材料有利于构筑有效的空间导电网络，提高活性材料的电导率;同时 碳纳米管和碳纤维比表面积大、吸附性强，可在活物之间起到粘结剂的作用，有效地减少活 性物质的软化脱落;碳纳米管和碳纤维是纳米级的材料，其颗粒细小且较多。在放电过程中 增加了硫酸铅的晶核，使得硫酸铅更为疏松和分散，且更易转化，增加可逆性。 因此，碳纳米管和碳纤维是铅炭电池理想的添加剂。但是因存在较大的范德华力， 碳纳米管和碳纤维容易团聚，限制其的应用。 杂原子渗杂后表面析氨阻抗增加，增大析氨过电位，减少析氨。 -维炭纳米导电材料发挥高导电性优势，与零维的炭材料在负极中形成Ξ维导电 网络，提高铅炭电池循环寿命和大电流充放电能力的同时，避免炭材料析氨电流过大造成 的负面影响。 杂原子渗杂的炭中具有化晚酬、化晚、喀晚、化咯、化嗦、连Ξ嗦、偏Ξ嗦、均Ξ嗦、 哇嘟、异哇嘟、嚷吩、嚷岭、化喃、嚷喃的一种或几种结构单元。 杂原子渗杂通过W下几种方法制备： (1)气相法:分别称取一定量的零维炭材料与高导电率一维炭纳米材料放到粉碎 超声清洗机中进行震荡超声，将超声好的样品放到超高速离屯、机中离屯、，之后将已经离屯、 好的样品上清液取出得到分散均匀的零维炭材料与高导电率一维炭纳米材料溶液。烘干后 得到分散均匀的零维炭材料与一维炭纳米材料混合物，将其放入反应器中，通入含相应杂 原子的气氛(氨气，氮气，憐蒸气，棚蒸气，氣蒸汽等），在500°C-1000°C的溫度环境下，处理 lh-24h，然后将所得的产物进行提纯，得到杂原子渗杂的零维炭材料与一维炭纳米材料复 合物。 (2)炭化/活化含氮前体材料制备渗杂炭材料 利用丙締腊、苯胺、化咯、单氯胺、Ξ聚氯胺、尿素、憐酸、棚酸等高含氮、憐、棚等材 料与己得炭材料通过物理或化学方法制备复合物，经后续炭化/活化后制备氮渗杂炭材料。 (3)模板法：W丙稀腊、丙稀、薦糖、棚酸、憐酸等为碳、氮、棚、憐前体，Y型分子筛或 SBA-15等为模板，采用液相浸溃-原位聚合结合化学气相沉积法制备，得到富含氮或憐、硫 的炭复合材料。。 和膏过程中碳材料表面和孔隙内的氧化物W离子形态紧密吸附在碳材料周围，固 化干燥过程中，又重新复合在碳材料表面和孔隙内，"溶解-再复合"使碳材料的活性表面和 孔隙都均匀附着微小的氧化物薄层，大大提高碳材料和氧化物的结合程度，充分发挥碳材 料导电和电容特性，限制了碳材料表面析氨。"溶解-再复合"可W防止氧化物在负极海绵状 铅的表面沉积。 将杂原子渗杂的复合材料作为抑氨负极炭材料应用于制备铅炭电池的负极铅膏 添加剂，该复合材料是活性炭、炭黑等零维电容性炭材料与炭纳米管、纳米炭纤维等一维导 电材料按照一定比例混合本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种铅炭电池负极铅膏，其特征在于，所述负极铅膏包括质量份计的下述组分：
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：刘皓，胡晨，相佳媛，杨凯，高飞，赵录兴，李大贺，王丽娜，马晓明，丁平，陈建，吴贤章，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院，国家电网公司，国网河北省电力公司，浙江南都电源动力股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11
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