【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种有效抑制负极不可逆硫酸盐化添加剂的制备方法，属于生物质衍生碳材料和铅炭电池领域。
技术介绍
1、铅炭电池有着充电快、循环寿命长、性价比高且回收率高等优点，在新能源储能领域发展潜力很大。铅炭电池有效抑制了负极的硫酸化问题，但是硫酸铅转化为金属铅的过程中不是完全可逆的，在某些特定的条件下会导致硫酸铅颗粒在负极表面的积累，由于硫酸铅的积累导致在之后的放电过程中电池容量逐渐损失，这种现象被称为“硬硫酸化”。在铅炭电池负极活性物质添加剂最常用的碳质材料里有：活性炭、石墨、炭黑、石墨烯、各种碳纳米材料和铅碳复合材料等。
2、常见的碳材料在铅炭电池负极中的作用机制主要有增加导电性、双电层电容作用、空间位阻作用、增加电极比表面积、电催化作用等。(1)增加导电性：碳材料具有高的电导率，且可以形成导电骨架，便于对双电层进行充电的同时，形成使铅离子通过活性炭/溶液界面获得电子的导电网络，降低电极极化。(2)双电层电容作用：将高比表面积的炭材料添加到负极活性物质中，能够增大负极活性物质的比表面积，且能与电解液界面形成双电层，双电层电容可以与负极同时进行充放电，改善铅炭电池的电容性能，在充电过程中，能快速存储质子，起到一个缓冲作用，从而有效地改善负极的充电接收能力。(3)空间位阻作用：碳材料可以通过充当空间位阻物质来物理改善负极活性物质的性能：通过改善孔隙率，物理分离pbso4晶体，从而抑制pbso4晶体的积累和生长，形成具有高电化学活性的小颗粒，然而，这种作用只有大粒径的碳材料才能实现，如果碳颗粒的尺寸非常小，它们就会被埋
3、但以上作用要建立在碳材料和铅膏的良好相容性的前提下，因为碳和铅的密度相差很大，所以有效的碳材料应该与铅有很好的相容性，以保证两者间有良好的界面电子传输能力。
技术实现思路
1、本专利技术提供了一种有效抑制负极不可逆硫酸盐化添加剂的制备方法，且应用于铅炭电池的负极添加剂中，这种添加剂可以增强铅与碳材料的相容性，且有效缓解不可逆硫酸盐化。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、一种有效抑制负极不可逆硫酸盐化添加剂的制备方法，具体包括以下步骤：
4、(1)利用化学活化法和微波热解法，对过期蛋白粉进行干燥处理，首先采用氯化锌作为活化剂对蛋白粉进行活化，其目的是改变材料内部结构，然后采用微波热解法对蛋白粉进行炭化，将炭化后的过期蛋白粉粉末碾碎，用盐酸溶液浸泡，抽滤除去盐酸溶液，并用去离子水冲洗至中性，在干燥箱内烘干，从而得到碳前驱体。
5、(2)将碳前驱体与pb(no3)2溶液进行反应，再加入过量硫酸溶液进行搅拌，使pbso4沉淀在碳表面，然后过滤出固体产物，用去离子水洗涤，干燥后得到复合材料。
6、优选的，本专利技术步骤(1)中干燥条件为60℃下真空干燥48h。
7、优选的，本专利技术步骤(1)中活化的具体过程为：将氯化锌制成溶液，然后将烘干的过期蛋白粉粉末与zncl2溶液混匀，浸透、陈化2h后将过期蛋白粉粉末放在烘箱中烘干。
8、优选的，本专利技术步骤(1)中氯化锌的加入质量为过期蛋白粉粉末质量的0.5～2倍。
9、优选的，本专利技术步骤(1)中所述盐酸的浓度为3mol/l，浸泡时间为30-40min。
10、优选的，本专利技术步骤(2)中pb(no3)2溶液的浓度为0.5～0.8mol·l-1。
11、优选的，本专利技术步骤(2)中硫酸溶液的浓度为4～5mol·l-1。
12、本专利技术的效果在于：
13、将具有导电性的碳材料与负极活性物质相容性较好的材料进行复合，在维持碳材料原有结构的基础上，保证两者间有良好的电子传输能力，从而实现抑制硫酸盐化的目的，综合提升电池性能。
14、pbso4增加了负极的孔径和总孔体积，在充放电过程中，提供了增强的离子传输通道，提高了负极活性物质的利用率和电池的倍率性能；利用含铅物质来修饰碳材料，可以提高添加剂与负极活性物质的亲和力，解决了铅与碳材料之间因较大密度差而引起的接触不良问题。
15、使用该复合材料作为负极添加剂时，可实现铅在碳孔中的大量电沉积和对不可逆硫酸盐化的抑制，有效延长了铅炭电池的循环使用寿命；且铅炭复合材料与负极铅膏的相容性也得到较好的改善，具有导电、高电催化活性等优点，可以提升电池容量和增加电池循环寿命；且微波加热与传统的加热方式相比，具有效率高、速度快、能耗低等特点。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种有效抑制负极不可逆硫酸盐化添加剂的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述有效抑制负极不可逆硫酸盐化添加剂的制备方法，其特征在于：步骤(1)中干燥条件为60℃下真空干燥48h。
3.根据权利要求1所述有效抑制负极不可逆硫酸盐化添加剂的制备方法，其特征在于：步骤(1)中活化的具体过程为：将氯化锌制成溶液，然后将烘干的过期蛋白粉粉末与ZnCl2溶液混匀，浸透，陈化2h后将过期蛋白粉粉末放在烘箱中烘干。
4.根据权利要求1或3所述有效抑制负极不可逆硫酸盐化添加剂的制备方法，其特征在于：步骤(1)中氯化锌的加入质量为过期蛋白粉粉末质量的0.5～2倍。
5.根据权利要求1所述有效抑制负极不可逆硫酸盐化添加剂的制备方法，其特征在于：步骤(1)中盐酸的浓度为3mol/L，浸泡时间为30-40min。
6.根据权利要求1所述有效抑制负极不可逆硫酸盐化添加剂的制备方法，其特征在于：步骤(2)中微波热解的条件为：功率为700W的微波炉中大火加热3-8min。
7.根据权利要求1所述有效抑制负极不可
8.根据权利要求1所述有效抑制负极不可逆硫酸盐化添加剂的制备方法，其特征在于：步骤(2)中硫酸溶液的浓度为4～5mol·L-1。
...【技术特征摘要】
1.一种有效抑制负极不可逆硫酸盐化添加剂的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述有效抑制负极不可逆硫酸盐化添加剂的制备方法，其特征在于：步骤(1)中干燥条件为60℃下真空干燥48h。
3.根据权利要求1所述有效抑制负极不可逆硫酸盐化添加剂的制备方法，其特征在于：步骤(1)中活化的具体过程为：将氯化锌制成溶液，然后将烘干的过期蛋白粉粉末与zncl2溶液混匀，浸透，陈化2h后将过期蛋白粉粉末放在烘箱中烘干。
4.根据权利要求1或3所述有效抑制负极不可逆硫酸盐化添加剂的制备方法，其特征在于：步骤(1)中氯化锌的加入质量为过期蛋白粉粉末质量的0.5～2倍。
...【专利技术属性】
技术研发人员：陈阵，席琪淳，李淑婷，朱薇，李会喜，余强，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。