一种纳米铅/碳复合材料的制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种纳米铅/碳复合材料的制备方法和应用。所述制备方法按照如下步骤进行：(1)将碳材料加入氧化剂水溶液中进行氧化处理，得到混合液A；(2)将铅源的水溶液与混合液A混合，搅拌0.5小时以上，使铅离子吸附在碳材料的表面，得到混合液B；(3)往混合液B中加入表面活性剂，搅拌0.5小时以上，然后经过滤、真空干燥得到前驱体；(4)在保护气氛中，对所得前驱体进行300‑700℃焙烧，热处理后得到纳米铅/碳复合材料。本发明专利技术提供了所述的纳米铅/碳复合材料作为超级铅炭电池负极活性材料的应用。本发明专利技术纳米铅/碳复合材料的制备方法操作简单，得到的铅颗粒尺寸极小且均匀地分散在碳材料的表面上，该复合材料可以更好地抑制析氢反应。

Preparation and Application of a Nano-lead/carbon Composite

The invention discloses a preparation method and application of a nano lead/carbon composite material. The preparation method is carried out according to the following steps: (1) the carbon material is oxidized into the aqueous solution of oxidant to obtain the mixed solution A; (2) the aqueous solution of lead source is mixed with the mixed solution A and stirred for more than 0.5 hours to make the lead ion adsorbed on the surface of the carbon material and obtain the mixed solution B; (3) the surfactant is added into the mixed solution B, stirred for more than 0.5 hours, and then filtered and vacuum. The precursors were obtained by drying; (4) nano-lead/carbon composites were obtained by calcining the precursors at 300 700 (?) C in a protective atmosphere and heat treatment. The invention provides the application of the nano lead/carbon composite material as the negative active material of super lead-carbon battery. The preparation method of the nano-lead/carbon composite material of the invention is simple, and the obtained lead particle size is very small and uniformly dispersed on the surface of the carbon material. The composite material can better inhibit the hydrogen evolution reaction.

【技术实现步骤摘要】
一种纳米铅/碳复合材料的制备方法和应用
本专利技术涉及一种纳米铅/碳复合材料的制备方法和在超级铅炭电池中的应用。
技术介绍
铅酸电池以其价格低廉、使用安全、使用温度范围广等优势在中低速电动车领域占据主要市场。但是传统的铅酸蓄电池使用寿命不长，其循环寿命在300—500周不等，但是在负极中引入碳材料开辟的超级铅炭电池循环寿命能够提高3-6倍不等。超级铅炭电池是一种结合了碳材料的电容特性和铅酸电池高比能量优势的新型电池，实验已经证明超级铅炭电池在低温(-18℃)放电和大电流放电方面具有很大的优势。超级铅炭电池解决了传统铅酸电池在高倍率部分荷电状态下的循环寿命短的问题，但是实际市场对超级铅炭电池的期望很高，目前其并不能满足市场需求。追究其原因在于：超级铅炭电池在循环过程中，负极中的碳容易电解水析出氢气。由于产生的氢气过多，并不能及时与正极产生的氧气反应形成水，大量从电池内部析出，最终导致电解液中水含量减少，酸比重增加，导致电池寿命终止。为了解决这一问题，人们提出将高析氢过电位的金属铅负载到碳上以抑制析氢反应。负载的方法通常是将铅盐和淀粉、玉米面等生物质在水中混合，然后再通过焙烧等操作，最终本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种纳米铅/碳复合材料的制备方法，按照如下步骤进行：(1)将碳材料加入氧化剂水溶液中进行氧化处理，以提高碳材料表面的含氧官能团数量，得到混合液A；(2)将铅源的水溶液与混合液A混合，搅拌0.5小时以上，使铅离子吸附在碳材料的表面，得到混合液B；(3)往混合液B中加入表面活性剂，搅拌0.5小时以上，然后经过滤、真空干燥得到前驱体；(4)在保护气氛中，对所得前驱体进行300‑700℃焙烧，热处理后得到最终产物纳米铅/碳复合材料。

【技术特征摘要】
1.一种纳米铅/碳复合材料的制备方法，按照如下步骤进行：(1)将碳材料加入氧化剂水溶液中进行氧化处理，以提高碳材料表面的含氧官能团数量，得到混合液A；(2)将铅源的水溶液与混合液A混合，搅拌0.5小时以上，使铅离子吸附在碳材料的表面，得到混合液B；(3)往混合液B中加入表面活性剂，搅拌0.5小时以上，然后经过滤、真空干燥得到前驱体；(4)在保护气氛中，对所得前驱体进行300-700℃焙烧，热处理后得到最终产物纳米铅/碳复合材料。2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述的碳材料为具有高析氢电位和高电容特性的碳材料，其中析氢过电位至少在1.0V以上，参比电极是汞/硫酸亚汞电极)；比电容至少在150F/g以上，测试的电解液为1.28g/ml的硫酸溶液，对电极是铂电极，参比电极是汞/硫酸亚汞电极。3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述的碳材料选自稻壳炭、石墨烯、椰壳碳中的至少一种。4.如权利要求1-3之一所述的制备方法，其特征在于：所述的氧化剂为双氧水和/或硝酸。5.如权利要求4所述的制备方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：王连邦，张兴，冯冲，吴昊，苏利伟，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33