本发明专利技术属于铅酸蓄电池技术领域，本发明专利技术公开了一种用于铅酸蓄电池的纳米碳导电浆料及制备方法，包括如下步骤：将纳米碳材料与硫酸氧化液混合，然后加热回流，同时伴随超声保持浆料微沸状态，反应一定时间后，即得充分氧化的纳米碳导电浆料。本发明专利技术用制备得到的导电浆料替代硫酸制作电池极板。使用该极板的铅酸电池，其充电接受能力、低温性能、HRPSoC及SBA循环寿命得到明显提高。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于铅酸蓄电池
，具体涉及纳米碳导电浆料的制备方法及其在铅酸电池中的应用。
技术介绍
铅酸电池以其原材料来源丰富、性价比高、安全可靠性好、可回收利用等优点，在二次电源领域占据重要地位。在电动或混合动力汽车以及间歇性储能系统等应用中，要求铅酸电池具有更优秀的充电接受能力和循环寿命。而传统铅酸电池在上述工况下，负极表面极易形成粗大的硫酸铅晶体，这些晶体在随后的充电过程中，无法完全转化为金属铅，从而会降低充电效率和循环寿命。在铅酸电池负极铅膏中添加碳材料，可以提高其充电接受能力，抑制表面的不可逆硫酸盐化，使电池兼具高容量和高功率的特性。在正极中添加碳，可以提供其活性物质利用率，纤维状或片状碳材料，同时可以提高活性物质结构强度。由于碳和铅的比重不同，大多数碳材料难以直接加入铅膏并达到均匀混合。因此，如何将纳米碳简单、高效的分散在铅碳电池铅膏中是目前急需解决的问题。
技术实现思路
本专利技术为解决上述技术问题，提供了一种用于铅酸蓄电池的纳米碳导电浆料、制备方法及应用，为纳米碳材料在铅酸电池极板中的均匀分散提供了一种简单、高效的制备方法。本专利技术的第一方面提供的技术方案为：一种用于铅酸蓄电池的纳米碳导电浆料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将纳米碳材料与硫酸氧化液混合，然后加热回流，同时伴随超声保持浆料微沸状态，反应一定时间后，即得充分氧化的纳米碳导电浆料。优选地，所述纳米碳导电浆料中纳米碳的含量为1～20wt.％。优选地，所述硫酸氧化液中，氧化介质包括但不限于硫酸、过氧化氢、臭氧、硝酸、硝酸铵。优选硫酸浓度为50～100％。优选地，所述纳米碳材料为碳纳米管、石墨烯、纳米石墨粉中的一种或几种。优选地，所述纳米碳在硫酸中的回流反应时间为0.5～5小时，回流温度为80～250℃。在本专利技术优选的技术方案中，所述超声分散使用的超声功率为10～100W/L；且优选在加热回流过程中通入臭氧。在本专利技术优选的技术方案中，一种纳米碳导电浆料的制备方法，包括如下步骤：取硫酸氧化液，在搅拌状态下加入纳米碳材料，然后通入臭氧进行加热回流，同时伴随超声保持浆料微沸状态，反应0.5-3小时，冷却后，即得纳米碳导电浆料。本专利技术的第二方面提供一种用于铅酸蓄电池的纳米碳导电浆料，其由如下方法制备得到：将纳米碳材料与硫酸氧化液混合，然后加热回流，同时伴随超声保持浆料微沸状态，反应一定时间后，即得充分氧化的纳米碳导电浆料。本专利技术的第三方面提供用于铅酸蓄电池的纳米碳导电浆料的用途，纳米碳导电浆料作为硫酸替代液，用于铅酸电池正、负极铅膏的制备，经涂板、固化、干燥制成正、负极极板，再经装配、化成后即得到铅酸电池。优选地，所述纳米碳均匀分布的铅膏中，纳米碳含量为0.05～5wt.％。铅酸电池负极极板的制备方法为：将纳米碳导电浆料缓慢倒入持续搅拌的等体积水中，稀释备用；取铅粉，膨胀剂，短纤维混合均匀后，快速加水搅拌混合，缓慢加入一定密度的硫酸，然后继续缓慢加入纳米碳导电浆料，全部加入后混合均匀，经涂板、固化、干燥后，即得到碳纳米管均匀分布的负极极板。铅酸电池正极极板的制备方法：将纳米碳导电浆料缓慢倒入持续搅拌的等体积水中，稀释备用；取铅粉，短纤维混合均匀后，快速加水搅拌混合，缓慢加入一定密度的硫酸，然后继续缓慢加入纳米碳导电浆料，全部加入后混合，经涂板、固化、干燥后，即得到碳纳米管均匀布的正极极板。本专利技术的优点在于：本专利技术提供了一种铅酸电池极板的制备方法，纳米
碳材料在导电浆料中的分散均匀，在提高了电池极板的性能，并有效缩短生产周期和控制成本，促进高性能铅酸电池的推广和应用。本专利技术制备得到的导电浆料替代硫酸制作电池极板。使用该极板的铅酸电池，其充电接受能力、低温性能、HRPSoC及SBA循环寿命得到明显提高。附图说明图1晶须状碳纳米管的SEM照片。图2氧化碳纳米管的红外图谱。图3本专利技术方法制备得到的铅酸电池负极材料的SEM照片。具体实施方式以下结合具体实施例对上述方案做进一步说明。应理解，这些实施例是用于说明本专利技术而不限于限制本专利技术的范围。实施例中采用的实施条件可以根据具体厂家的条件做进一步调整，未注明的实施条件通常为常规实验中的条件。对照例1正极极板：采用230kg铅粉，150g短纤维，与30L水混合均匀后缓慢加入25.9kg密度为1.4g/ml的硫酸溶液，均匀混合后制成正极铅膏。经涂板、固化、干燥后，即得到正极极板。负极极板：采用230kg铅粉，150g短纤维，1.4kg膨胀剂，与27L水混合均匀后缓慢加入23.1kg密度为1.4g/ml的硫酸溶液，均匀混合后制成负极铅膏。经涂板、固化、干燥后，即得到负极极板。实施例1正极极板：采用230kg铅粉，150g短纤维，与30L水混合均匀后缓慢加入25.9kg密度为1.4g/ml的硫酸溶液，均匀混合后制成铅膏。经涂板、固化、干燥后，即得到正极极板。负极极板：取7.5L浓硫酸溶液(97％)，然后继续搅拌并向混合液中加入375g苏州第一元素纳米技术有限公司的晶须状碳纳米管(长5-10um，直径50～90nm，纯度大于97％，如图1)。待碳纳米管完全浸润即得到初始浆料。将上述浆料加热至回流温度，并伴随超声使浆料保持微沸状态，反
应持续1小时，然后自然冷却，即得到预分散的碳纳米管/硫酸浆料。将上述浆料缓慢倒入持续搅拌的7.5L水中，稀释至15L浆料备用，其中硫酸溶液密度为1.4g/ml。取铅粉(氧化度70％)230kg，膨胀剂1.4kg，短纤维150g等混合均匀后，快速加水19.5L搅拌混合15min，缓慢加入密度1.4g/ml的硫酸1.5L，然后继续缓慢加入碳纳米管/硫酸浆料共15L，全部加入后混合均匀，经涂板、固化、干燥后，即得到碳纳米管均匀分布的负极极板。实施例2正极极板：取7.5L浓硫酸溶液(97％)，继续搅拌并向混合液中加入500g苏州第一元素纳米技术有限公司的晶须状碳纳米管(长5-10um，直径50～90nm，纯度大于97％，如图1)。待碳纳米管完全浸润即得到初始浆料。向上述浆料中持续通入臭氧，加热至回流温度，并伴随超声保持浆料微沸状态，反应持续2小时，然后自然冷却后，停止臭氧，即得到预分散的碳纳米管/硫酸浆料。将上述浆料缓慢倒入持续搅拌的7.5L水中，稀释成15L浆料备用，其中硫酸溶液密度为1.4g/ml。取铅粉(氧化度70％)230kg，短纤维150g等混合均匀后，快速加水22.5L搅拌混合15min，缓慢加入密度1.4g/ml的硫酸3.5L，然后继续缓慢加入碳纳米管/硫酸浆料共15L，全部加入后混合15min后，即得到正极铅膏。经涂板、固化、干燥后，即得到碳纳米管均匀布的正极极板。负极极板：取7.5L浓硫酸溶液(97％)，然后继续搅拌并向混合液中加入375g苏州第一元素纳米技术有限公司的晶须状碳纳米管(长5-10um，直径50～90nm，纯度大于97％，如图1)。待碳纳米管完全浸润即得到初始浆料。将上述浆料加热至回流温度，并伴随超声使浆料保持微沸状态，反应持续1小时，然后自然冷却，即得到预分散的碳纳米管/硫酸浆料。将上述浆料缓慢倒入持续搅拌的7.5L水中，稀释至15L浆料备用，其中硫酸溶液密度为1.4g/ml。取铅粉(氧化度70％)2本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于铅酸蓄电池的纳米碳导电浆料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将纳米碳材料与硫酸氧化液混合，然后加热回流，同时伴随超声保持浆料微沸状态，反应一定时间后，即得充分氧化的纳米碳导电浆料。
【技术特征摘要】
1.一种用于铅酸蓄电池的纳米碳导电浆料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将纳米碳材料与硫酸氧化液混合，然后加热回流，同时伴随超声保持浆料微沸状态，反应一定时间后，即得充分氧化的纳米碳导电浆料。2.根据权利要求1的制备方法，其特征在于，所述纳米碳导电浆料中纳米碳的含量为1～20wt.％。3.根据权利要求1的制备方法，其特征在于，所述硫酸氧化液的氧化介质选自硫酸、过氧化氢、臭氧、硝酸、硝酸铵。4.根据权利要求1的制备方法，其特征在于，所述纳米碳材料为碳纳米管、石墨烯、纳米石墨粉中的一种或几种。5.根据权利要求1的制备方法，其特征在于，所述纳米碳在硫酸中的回流反应时间为0.5～5小时，回流温度为80～250℃。6.一种用于铅酸蓄电池的纳米碳导电浆料，其由如下方法制备得到：将纳米碳材料与硫酸氧化液混合，然后加热回流，同时伴随超声保持浆料微沸状态，反应一定时间后，即得充分氧化的纳米碳导电浆料。7.如权利要求6所述的用于铅酸蓄电池的纳米碳导电浆料的...
【专利技术属性】
技术研发人员：肖伟，李红，董明，
申请(专利权)人：苏州赛福德备贸易有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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