一种高功率外敷式铅炭电池负极的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高功率外敷式铅炭电池负极的制备方法，所述负极由铅膏、碳片、凝胶三部分组成。碳片贴敷在铅膏表面的结构可以改善电极电位分布，抑制表面硫酸盐化，提高活性物质有效利用率。当电解液中的铅离子接触负极碳片时，在电化学作用下，碳片表面出现铅、硫酸铅的氧化还原循环，产生硫酸盐化，降低电极功率密度和循环稳定性。凝胶可以抑制铅离子接触碳材料表面，避免铅离子还原，抑制碳材料表面硫酸盐化，保证碳材料有益效果正常发挥，提高电极充放电效率，延长电极循环使用寿命。由本发明专利技术的负极组成的外敷式铅炭电池具有更高的大电流承受能力和循环稳定性，适用于启停汽车，太阳能、风能储能等领域。

A preparation method of high power external lead carbon battery anode

【技术实现步骤摘要】
一种高功率外敷式铅炭电池负极的制备方法
：本专利技术涉及一种高功率外敷式铅炭电池负极的制备方法
技术介绍
：随着全球电气化进程的加快，发展安全性好、低成本、高性能的先进储能系统迫在眉睫。铅酸电池低温稳定性强、性价比高、技术成熟，但功率密度不高(<200WKg-1)，循环能力偏低(1C，80％DOD，400圈)。外敷式铅炭电池属于功率型铅酸电池，是针对大电流承受能力、高倍率部分荷电状态循环寿命的强化。外敷式铅炭电池将碳材料贴覆在负极铅膏表面，在保障碳材料与电解液充分接触同时，使碳材料与铅膏形成串并结构，一方面，电容碳的双电容特性得到充分发挥，为电池的高倍率充放电提供电子缓冲，减缓了极化，另一方面，高倍率时硫酸盐化主要发生在电极表面，贴敷的结构有益于碳材料硫酸盐化抑制能力发挥。通常认为，外敷式铅炭电池负极在大电流下的失效机理与铅酸电池负极相同，一方面，大电流加速了硫酸盐化进程，硫酸铅更难转化成单质铅，电极寿命下降，另一方面，大电流提高了析氢速率，电极充放电效率下降。针对这些副反应，人们在碳材料导电率、比表面积、表面修饰等方面取本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高功率外敷式铅炭电池负极的制备方法，其特征在于：至少包括以下步骤：/n(1)铅膏的制备/n将85-95wt％的铅粉、0.5-3wt％的腐殖酸、0.5-3wt％的短纤维、0.5-3wt％的硫酸钡、0.5-3wt％的木质素磺酸钠、0.5-3wt％的乙炔黑混合均匀制成活性物质，混合后的活性物质先后缓慢加入其总重量5.0-10.0wt％的水和10.0-15.0wt％的硫酸搅拌均匀而成铅膏；/n(2)碳片的制备/n将80-90wt％活性炭材料、5-10wt％导电碳材料、5-10wt％的连接剂在无水乙醇中混合均匀，无水乙醇质量为活性炭材料质量的150-200倍。通过90℃恒温搅拌将无水乙醇蒸干，获...

【技术特征摘要】
1.一种高功率外敷式铅炭电池负极的制备方法，其特征在于：至少包括以下步骤：
(1)铅膏的制备
将85-95wt％的铅粉、0.5-3wt％的腐殖酸、0.5-3wt％的短纤维、0.5-3wt％的硫酸钡、0.5-3wt％的木质素磺酸钠、0.5-3wt％的乙炔黑混合均匀制成活性物质，混合后的活性物质先后缓慢加入其总重量5.0-10.0wt％的水和10.0-15.0wt％的硫酸搅拌均匀而成铅膏；
(2)碳片的制备
将80-90wt％活性炭材料、5-10wt％导电碳材料、5-10wt％的连接剂在无水乙醇中混合均匀，无水乙醇质量为活性炭材料质量的150-200倍。通过90℃恒温搅拌将无水乙醇蒸干，获得均匀的混合物。在混合物中加入0.1-0.3ml/mg的无水乙醇碾压成片，然后在90℃下干燥12h得到碳片。碳片中混合物负载量为2-3mg/cm2；
(3)凝胶的制备
将50-60wt％的胶粘剂、10-20wt％的导电碳材料、20-40wt％的活性炭材料混入足量去离子水中，搅拌均匀。80℃恒温加热搅拌蒸出80wt％水溶剂，自然冷却至室温，得到黑色粘稠胶体。活性炭材料、导电碳材料的总质量与黑色粘稠胶体的溶剂质量相同；
(4)外敷式铅炭电池负极极板的制备
将步骤(1)制备的铅膏涂敷于铅合金板栅，固化后得到生极板。将步骤(2)中的碳片按照铅合金板栅的长、宽裁剪成片，然后用2-4Mpa的压力将两个裁剪后的碳片分别压覆在生极板两侧，取碳片质量50％的步骤(3)中黑色粘稠胶体均匀涂敷在碳片表面，自然蒸干10wt％水分后将电极浸泡在5M硫酸溶液中保存，得到外敷式铅炭电池负极极板。


2.根据权利要求1中所述的一种铅炭电池负极极板的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中短纤维包括涤纶和腈纶中的一种或几种，纤维长度为1-40mm。


3.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：林海波，包金鹏，林楠，
申请(专利权)人：吉林省凯禹电化学储能技术发展有限公司，
类型：发明
国别省市：吉林;22