【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电池材料，涉及一种正极活性材料添加剂及其制备方法和应用。
技术介绍
1、目前尽管新的电池技术不断出现，铅酸电池因其技术的稳定性、成本效益和可靠性而仍被广泛应用。但技术上，它还面临许多待解决的问题，如高重量、低能量密度及短循环寿命。其中，正极板作为其关键组件，对电池性能影响较大。为了增进铅酸电池和铅炭电池的市场竞争力，针对正极板导电性及其氧化物物质易脱落问题的优化研发成为了迫切的需求。
2、聚(3,4-乙烯二氧噻吩)：聚苯乙烯磺酸盐(pedot：pss)是一种常用的导电聚合物，由于其独特的物理、化学和机械特性，它已被广泛应用于多种有机电子器件、柔性电子和生物电子领域。
3、中国专利技术专利申请cn116884776a公开了一种石墨烯/聚3,4-乙烯二氧噻吩复合材料及其制备方法和应用，该复合材料由氧化石墨烯、胺甲基edot、二环己基碳二亚胺反应，在进行还原得到得到胺甲基edot功能化的石墨烯，再将其与3,4-乙烯二氧噻吩原位聚合得到；该石墨烯/pedot复合材料，可以有效缓解pedot在长时间充放电过程中体积的收缩膨胀引起的容量衰减的问题，利用该复合材料制备的电极材料具有较高的比电容和优异的循环稳定性，能够应用于超级电容器中。但制备工艺较为复杂。
4、稻壳基活性炭(rhac)、石墨、碳纤维和碳纳米管等碳材料作为正极添加剂在众多研究中已经展现了显著的效果。其中，稻壳基活性炭因其低成本、可循环利用、高比表面积和良好空隙结构的优点引起了人们极大的关注。中国专利技术专利申请cn1105714
5、因此，将稻壳活性炭与石墨、碳纤维和碳纳米管等碳材料复合，结合聚(3,4-乙烯二氧噻吩)、聚苯乙烯磺酸盐等导电聚合物，并通过其工艺改进制备复合材料将有望解决铅酸电池(含铅炭电池)导电性差及其氧化物物质易脱落等问题，提高其电学性能。
技术实现思路
1、本专利技术针对现有技术存在的问题，提供了一种正极活性材料添加剂及其制备方法和应用。该pedot改性的rhac正极活性材料添加剂(pedot@rhac)，通过pedot的表面修饰可以使得rhac聚集在一起，形成致密的结构，增强了正极板的导电性。正极板添加了pedot@rhac的铅酸电池表现出优异的电化学性能如降低了电荷转移电阻和离子交换电阻，进而其深度循环性能得到显著提高。
2、为实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：
3、一种正极活性材料添加剂，所述正极活性材料添加剂是由导电高分子材料对稻壳基活性炭进行包覆制备得到。
4、进一步地，所述稻壳活性炭制备方法如下：
5、s1：将稻壳在惰性气氛下炭化，得稻壳焦；
6、s2：将稻壳焦与活化剂混合，在惰性气氛下热解活化；
7、s3：最后经洗涤、干燥，即得。
8、更进一步地，所述惰性气氛包括氮气、氩气和二氧化碳中的任一种。
9、更进一步地，所述活化剂为naoh和/或koh。
10、再进一步地，所述稻壳焦与活化剂的质量比为1:2.5-4。
11、更进一步地，所述炭化温度为450-550℃，炭化时间为1-2h。
12、更进一步地，所述热解活化温度为700-850℃，热解活化时间为1-2h。
13、进一步地，所述导电高分子材料选自聚乙烯二氧噻吩和/或聚苯乙烯磺酸盐。
14、本专利技术还提供了上述正极活性材料添加剂的制备方法，具体包括以下步骤：
15、(1)将稻壳活性炭、质子酸加入水中分散；
16、(2)避光条件下，加入导电高分子材料的单体，升温搅拌；
17、(3)再加入引发剂，进行原位聚合反应；
18、(4)反应结束后，经离心、洗涤、干燥，即得。
19、进一步地，所述质子酸为十二烷基磺酸钠；在水中浓度为0.005-0.02mol/l。
20、进一步地，所述引发剂为过硫酸铵，在水中浓度为1-4mol/l。
21、进一步地，所述高分子材料的单体与稻壳活性炭的质量比为1：0.05-0.2；优选为1：0.08-0.17；进一步优选为1:0.08。
22、进一步地，步骤(2)中，升温温度为35-50℃，搅拌时间为0.5-1h。
23、进一步地，步骤(3)中，原位聚合反应时间为10-12h。
24、本专利技术还提供了上述正极活性材料添加剂或上述制备方法制备得到的正极活性材料添加剂在制备铅酸电池正极材料中的应用。
25、在本专利技术中，所述铅酸电池包括铅炭电池。
26、本专利技术还提供了一种铅酸电池正极铅膏，所述铅酸电池正极铅膏包括上述任一所述的正极活性材料添加剂。
27、进一步地，所述正极活性材料添加剂在铅酸电池正极铅膏中的质量百分比为0.1-0.8％。
28、更进一步地，所述铅酸电池正极铅膏还包括：铅粉、短纤维、膏硫酸和去离子水。
29、再进一步地，所述铅酸电池正极铅膏按重量份数包括：正极活性材料添加剂0.2-0.8份、铅粉90-120份、短纤维0.05-0.15份、膏硫酸8-10份和去离子水8-11份。
30、在本专利技术的一些实施方案中，以该铅酸电池正极铅膏为原料，按照蓄电池常规涂膏和固化工艺制得含稻壳基活性炭添加剂的正极极板。
31、在本专利技术的一些实施方案中，还可以该正极活性材料添加剂的正极极板与负极极板、隔板和电解液按照蓄电池工艺进行装配、化成，制得正极含稻壳基活性炭添加剂的铅酸电池。
32、相对于现有技术，本专利技术具有以下有益效果：
33、(1)本专利技术采用稻壳活性炭，利用导电高分子材料进行包覆后得到的正极活性材料添加剂(pedot@rhac)，包覆后材料的比表面积降低，孔的体积减少说明了导电高分子材料的有效包覆。其中pedot的表面修饰可以使得rhac聚集在一起，形成致密的结构，这种致密的结构有利于rhac之间相互连通，形成导电通路，从而增强正极板的导电性。
34、(2)正极板添加了pedot@rhac的铅酸电池(含铅炭电池)表现出优异的电化学性能：它使析氧电位(oep)提高可以进一步避免正极活性物质容易脱落的问题，从而维护了电池的性能，并且降低了电荷转移电阻和离子交换电阻，其深度循环性能也明显提高。
35、(3)本专利技术稻壳活性炭以及导电高分子材料包覆稻壳活性炭的制备工艺简单、成本低廉，适用于工业化生产。
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1.一种正极活性材料添加剂，其特征在于，所述正极活性材料添加剂是由导电高分子材料对稻壳基活性炭进行包覆制备得到；所述导电高分子材料为聚乙烯二氧噻吩。
2.根据权利要求1所述的正极活性材料添加剂，其特征在于，所述稻壳活性炭制备方法如下：
3.根据权利要求2所述的正极活性材料添加剂，其特征在于，所述活化剂为NaOH和/或KOH；所述稻壳焦与活化剂的质量比为1:2.5-4；
4.根据权利要求1-3任一所述的正极活性材料添加剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述质子酸为十二烷基磺酸钠溶液；浓度为0.005-0.02mol/L；所述引发剂为过硫酸铵溶液，浓度为1-4mol/L。
6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述稻壳活性炭与导电高分子材料的单体的质量比为1：0.05-0.2；优选为1：0.08-0.17；进一步优选为1:0.08。
7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，升温温度为35-50℃，搅拌时间为0.5-1h；步骤(3)中
8.根据权利要求1-3任一所述的正极活性材料添加剂或权利要求4-7任一所述的制备方法制备得到的正极活性材料添加剂在制备铅酸电池正极材料中的应用。
9.一种铅酸电池正极铅膏，其特征在于，所述正极铅膏包括：铅粉、短纤维、膏硫酸、去离子水和正极活性材料添加剂；
10.根据权利要求9所述铅酸电池正极铅膏，其特征在于，所述正极活性材料添加剂在电池正极铅膏中的质量百分比为0.1-0.8％。
...【技术特征摘要】
1.一种正极活性材料添加剂，其特征在于，所述正极活性材料添加剂是由导电高分子材料对稻壳基活性炭进行包覆制备得到；所述导电高分子材料为聚乙烯二氧噻吩。
2.根据权利要求1所述的正极活性材料添加剂，其特征在于，所述稻壳活性炭制备方法如下：
3.根据权利要求2所述的正极活性材料添加剂，其特征在于，所述活化剂为naoh和/或koh；所述稻壳焦与活化剂的质量比为1:2.5-4；
4.根据权利要求1-3任一所述的正极活性材料添加剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述质子酸为十二烷基磺酸钠溶液；浓度为0.005-0.02mol/l；所述引发剂为过硫酸铵溶液，浓度为1-4mol/l。
6.根据权利要求4所述的制备方法，...
【专利技术属性】
技术研发人员：熊源泉，张湘林，张平，
申请(专利权)人：江西金糠新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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