一种铅炭电池、铅炭电池负极板及其制备方法技术

本发明专利技术实施例提供了一种铅炭电池负极板，包括板栅、铅膏及非网格布贴片；其中，铅膏涂覆于所述板栅和非网格布贴片之间，使板栅和非网格布贴片相粘合并形成由板栅、铅膏及非网格布贴片组成的三层结构。本发明专利技术实施例所提供的铅炭电池负极板中铅膏和板栅、铅膏和铅膏、铅膏和非网格布贴片之间结合牢固，能显著提高电池在高倍率部分荷电(HR‑PSOC)状态和频繁充放使用的稳定性，有效缓冲瞬间大电流，抑制负极表面的硫酸盐化，显著提高电池的充电接受能力，大幅提高电池在HR‑PSOC状态下循环性能及快速充电和放电特性。本发明专利技术实施例还提供了一种用铅炭电池负极板制备方法及铅炭电池。

【技术实现步骤摘要】
一种铅炭电池、铅炭电池负极板及其制备方法
本专利技术涉及电池领域，具体涉及一种铅炭电池、铅炭电池负极板及其制备方法。
技术介绍
随着全球经济和社会的快速发展，能源的日渐短缺，生态环境的日益恶化，环保压力剧增，人们将更加依赖于太阳能、风能等可再生资源。但是，太阳能、风能所产生的能源不能直接并网，需要采用储能技术(装置)先把能源储存起来，这就需要用到电池将这些能源储存起来。目前，常用的、并且相对成熟的电池主要分为锂离子电池、氢镍电池和铅酸电池。相比前两种电池，铅酸电池在成本、安全性以及低温放电方面仍有较大的优势。因此，迄今为止，铅酸电池仍然在很多电池应用领域占据了大部分份额。尽管如此，由于现在发展的新的储能电池应用领域中，又对所用电池性能的提出了特殊需求，如，在高倍率部分荷电(HR-PSOC，high-ratepartialstateofcharge)下大充放电性能、长时间无法恢复性充电的深放电循环、频繁快速充放电等，对此传统的铅酸电池已经不能够满足当前的要求。对于太阳能、风能发电所需要的储能电池来讲，需要电池经常在不饱和充放电且放电深度较大的情况下长时间运行，且不能及时的进行恢复性满充电，这样导致电池负极板硫酸盐化而过早的失效，极大的降低了电池的使用寿命，而对于智能电网所需要的储能电池来讲，需要电池大电流频繁的快速充放电。为此，需要人已经做了很多新能源储能电池上的研究和尝试。比如，L.T.Lam等人制出了超级电容器，其正极是常规的二氧化铅极板，负极包括并联的碳电极和铅电极，但是，该超级电容器使用的板栅数量较多，增加了电池重量。D.Pavlov等人往普通铅膏中加入活性炭、炭黑等材料，他们做的超级电池可以在50％荷电状态(SOC)、3％放电深度(DOD)下用2C电流进行充放电，但是该电池适合混合动力车，而不适合太阳能和风能对电池的HR-PSOC状态下循环寿命和倍率性能要求。因此，需要开发真正能够满足新能源、储能应用的电池。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的问题，本专利技术实施例期望提供一种铅炭电池、铅炭电池负极板及其制备方法。本专利技术实施例提供了一种铅炭电池的负极板，所述负极板包括板栅、铅膏及非网格布贴片；其中，所述铅膏涂覆于所述板栅和非网格布贴片之间，使板栅和非网格布贴片相粘合并形成由板栅、铅膏及非网格布贴片组成的三层结构。上述方案中，所述板栅两面喷涂有高导性桨料，所述高导性桨料包含：99份的电沉积铅钛硅化合物、1份的粘结剂及500份的离子水；其中，所述电沉积铅钛硅化合物的活性炭的质量百分比为5-10％，所述电沉积铅钛硅化合物的炭黑的质量百分比为30-40％，所述电沉积铅钛硅化合物的石墨的质量百分比为30-40％，所述电沉积铅钛硅化合物的VGCF的质量百分比为5-10％；或者，99份的电沉积铅钛硅化合物、1份的粘结剂及500份的离子水；其中，所述电沉积铅钛硅化合物的活性炭的质量百分比为10-20％，所述电沉积铅钛硅化合物的炭黑的质量百分比为25-35％，所述电沉积铅钛硅化合物的石墨的质量百分比为22-28％，所述电沉积铅钛硅化合物的VGCF的质量百分比为30％。上述方案中，所述铅膏组分及各组分配比为：铅粉100份，电沉积铅钛硅化合物2-8份，沉淀型硫酸钡0.2-2份，木素0.05-0.6份，聚酯纤维为0.04-1.5份，腐殖酸为0.2-1份，粘结剂为0.05-0.15份；其中，所述电沉积铅钛硅化合物的活性炭的质量百分比为20-30％，所述电沉积铅钛硅化合物的炭黑的质量百分比为20-30％，所述电沉积铅钛硅化合物的石墨的质量百分比为20-30％，所述电沉积铅钛硅化合物的VGCF的质量百分比为20-30％；或者，铅粉100份，电沉积铅钛硅化合物2-8份，硫酸钡为0.2-2份，木素为0.05-0.2份，聚酯纤维为0.04-0.8份，腐殖酸为0.2-1份，粘结剂为0.05-0.15份；其中，所述电沉积铅钛硅化合物的活性炭的质量百分比为25％，所述电沉积铅钛硅化合物的炭黑的质量百分比为25％，所述电沉积铅钛硅化合物的石墨的质量百分比为25％，所述电沉积铅钛硅化合物的VGCF的质量百分比为25％。上述方案中，所述非织物网格布上涂覆有电容层涂层，所述电容层涂层的组分及各组分的配比为：电沉积铅钛硅化合物的活性炭的质量百分比为30-40％，电沉积铅钛硅化合物的炭黑的质量百分比为15-25％，电沉积铅钛硅化合物的石墨的质量百分比为20-30％，电沉积铅钛硅化合物的VGCF的质量百分比为15-25％、粘结剂的质量百分比为1-5％；或者，电沉积铅钛硅化合物的活性炭的质量百分比为35％，电沉积铅钛硅化合物的炭黑的质量百分比为20％，电沉积铅钛硅化合物的石墨的质量百分比为25％，电沉积铅钛硅化合物的VGCF的质量百分比为20％，粘结剂的质量百分比为1％。上述方案中，所述活性炭上电沉积的铅化合物的负载率为40-50％，所述活性炭上电沉积的钛化合物的负载率为20-30％，所述活性炭上电沉积的硅化合物的负载率为10-20％，所述活性炭的比表面积在2000m2/g；所述炭黑上电沉积的铅化合物的负载率为40-50％，所述炭黑上电沉积的钛化合物的负载率为20-30％，所述炭黑上电沉积的硅化合物的负载率为10-20％；所述石墨上电沉积的铅化合物的负载率为40-50％，所述石墨上电沉积的钛化合物的负载率为20-30％，所述石墨上电沉积的硅化合物的负载率为10-20％；所述VGCF上电沉积的铅化合物的负载率为40-50％，所述VGCF上电沉积的钛化合物的负载率为20-30％，所述VGCF上电沉积的硅化合物的负载率为10-20％。上述方案中，所述粘结剂包括PTFE、PVDF、PAANA、CMC、SBR、LA132、LA133及氯丁橡胶中的一种或多种。本专利技术实施例提供了一种铅炭电池，所述铅炭电池包括上述的负极板。本专利技术实施例提供了一种铅炭电池中负极板的制备方法，所述方法包括：将板栅两面分别喷涂高导性桨料，涂布量为铅膏质量的0.5％，涂层厚度为0.1-0.2mm，之后，在45-55℃下进行干燥；将涂有电容层涂层的板栅涂布以碳基材料湿混制作的铅膏，涂填后经淋酸固化为半潮湿状态的板栅；将非织物网格布上涂布电容层涂层，涂布量为铅膏质量的1.5％，涂层厚度为0.1-0.2mm，在50℃下干燥2.5小时，制得非网格布电容层贴片；将非网格布贴片按压在涂填铅膏的半潮湿状态的板栅上进行固化干燥，制得铅碳电池负极板。与现有技术相比，本专利技术实施例至少具备以下优点：本专利技术实施例所提供的铅炭电池负极板包括板栅、铅膏及非网格布贴片；其中，所述铅膏涂覆于所述板栅和非网格布贴片之间，使板栅和非网格布贴片相粘合并形成由板栅、铅膏及非网格布贴片组成的三层结构。本专利技术实施例所提供的铅炭电池的负极板采用独创的“三明治”多层式结构，铅膏和板栅、铅膏和铅膏、铅膏和非网格布贴片之间结合牢固，显著降低或完全杜绝在充放电循环过程中由于活性物质的脱落而使得非网格布贴片从板栅上剥落的风险，从而提高电池在不饱和充电状态和频繁充放使用的稳定性，有效缓冲瞬间大电流，抑制负极表面的硫酸盐化，显著提高电池的充电接受能力，大幅提高电池在HR-PSOC状态下循环性能及快速充电和放电特性，特别适用于在PSOC下快速充本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铅炭电池的负极板，其特征在于，所述负极板包括板栅、铅膏及非网格布贴片；其中，所述铅膏涂覆于所述板栅和非网格布贴片之间，使板栅和非网格布贴片相粘合并形成由板栅、铅膏及非网格布贴片组成的三层结构。

【技术特征摘要】
1.一种铅炭电池的负极板，其特征在于，所述负极板包括板栅、铅膏及非网格布贴片；其中，所述铅膏涂覆于所述板栅和非网格布贴片之间，使板栅和非网格布贴片相粘合并形成由板栅、铅膏及非网格布贴片组成的三层结构。2.根据权利要求1所述的负极板，其特征在于，所述板栅两面喷涂有高导性桨料，所述高导性桨料包含：99份的电沉积铅钛硅化合物、1份的粘结剂及500份的离子水；其中，所述电沉积铅钛硅化合物的活性炭的质量百分比为5-10％，所述电沉积铅钛硅化合物的炭黑的质量百分比为30-40％，所述电沉积铅钛硅化合物的石墨的质量百分比为30-40％，所述电沉积铅钛硅化合物的VGCF的质量百分比为5-10％；或者，99份的电沉积铅钛硅化合物、1份的粘结剂及500份的离子水；其中，所述电沉积铅钛硅化合物的活性炭的质量百分比为10-20％，所述电沉积铅钛硅化合物的炭黑的质量百分比为25-35％，所述电沉积铅钛硅化合物的石墨的质量百分比为22-28％，所述电沉积铅钛硅化合物的VGCF的质量百分比为30％。3.根据权利要求1所述的负极板，其特征在于，所述铅膏组分及各组分配比为：铅粉100份，电沉积铅钛硅化合物2-8份，沉淀型硫酸钡0.2-2份，木素0.05-0.6份，聚酯纤维为0.04-1.5份，腐殖酸为0.2-1份，粘结剂为0.05-0.15份；其中，所述电沉积铅钛硅化合物的活性炭的质量百分比为20-30％，所述电沉积铅钛硅化合物的炭黑的质量百分比为20-30％，所述电沉积铅钛硅化合物的石墨的质量百分比为20-30％，所述电沉积铅钛硅化合物的VGCF的质量百分比为20-30％；或者，铅粉100份，电沉积铅钛硅化合物2-8份，硫酸钡为0.2-2份，木素为0.05-0.2份，聚酯纤维为0.04-0.8份，腐殖酸为0.2-1份，粘结剂为0.05-0.15份；其中，所述电沉积铅钛硅化合物的活性炭的质量百分比为25％，所述电沉积铅钛硅化合物的炭黑的质量百分比为25％，所述电沉积铅钛硅化合物的石墨的质量百分比为25％，所述电沉积铅钛硅化合物的VGCF的质量百分比为25％。4.根据权利要求1所述的负极板，其特征在于，所述非织物网格布上涂覆有电容层涂层，所述电容层涂层的组分及各组分的配比为：电沉积铅钛硅化合物的活性炭的...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪利民，林晓东，魏士洋，
申请(专利权)人：安徽理士电源技术有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34