【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电池领域，尤其涉及一种碳晶材料及其制备方法、电池负极铅膏、电池负极板及其制备方法、铅酸蓄电池。
技术介绍
1、铅酸蓄电池作为一种常见的能源储存设备，自1958年被专利技术以来，至今已有一百多年的历史。铅酸蓄电池具有成本低、结构简单、使用方便、原材料资源丰富且易得到等优点，在化学电源中占有举足轻重的地位，已成为社会生产和人类生活中不可缺少的能源产品，在电动车、ups电源等领域具有广泛的应用。然而，传统的铅酸蓄电池存在能量密度低、循环寿命短等问题，限制了其应用范围。
技术实现思路
1、本申请的多个方面提供一种碳晶材料及其制备方法、电池负极铅膏和负极板、铅酸蓄电池，用以解决上述的一种或多种问题。
2、本申请实施例提供一种碳晶材料的制备方法，包括：将碳源溶液与催化剂液体混合成凝胶状的分散液前驱体；将所述分散液前驱体置于高温管式炉中，在惰性气体保护气的环境下经预烧结和高温碳化处理，使碳晶生长；以及待所述碳晶生长结束后，持续通入所述惰性气体保护气至所述高温管式炉中，并保持至反应温度降至室温后，获得所述碳晶材料。
3、在一些制备方法的实施例中，所述碳源溶液由生物质碳源分散在水中配制而成，其中所述生物质碳源为葡萄糖、蔗糖、淀粉及其组合其中之一，且所述生物质碳源的浓度为0.1～0.5mol/l。
4、在一些制备方法的实施例中，所述催化剂液体由二茂铁和氢键供体以质量比为1～1.5:1的比例配制而成，其中所述氢键供体为二甲苯、乙醇、乙二醇、1,2-丙二醇
5、在一些实施例中，所述制备方法还包括对所述催化剂液体加热搅拌的程序，以及在所述碳源溶液与所述催化剂液体混合后，还通过超声振荡处理10～20min，并静置12～24h后加热搅拌成所述分散液前驱体。
6、在一些制备方法的实施例中，所述加热搅拌是在60～120℃的温度下搅拌1～5h。
7、在一些制备方法的实施例中，所述预烧结是在加热速度2～10℃/min，升温至250～500℃，保温1～4h的条件下进行的，其中所述惰性气体保护气为氩气或混合有氩气和氢气的复合保护气。
8、在一些制备方法的实施例中，所述碳晶生长是在氩气保护气下，以加热速度2～10℃/min，升温至800～1250℃，保温2～6h的条件下进行的。
9、在一些实施例中，所述制备方法还包括对所述碳晶材料进行冷却、清洗和干燥程序，并且在研磨、筛分后，形成微纳米碳晶材料。
10、本申请同时提供一种碳晶材料，其以上述任一制备方法制备而成。
11、本申请并提供一种电池负极铅膏，包括按质量百分比计的以下组分：如上所述的碳晶材料：0.5～2％；红丹：10～15％；高强度短纤维：0.1～0.3％；木质素：0.1～0.3％；腐植酸：0.5～1％；硬脂酸：0.1～0.3％；硫酸钡：0.5～2％；水：10～15％；稀硫酸：10～13％；其余为海绵铅，所述组分的质量百分比之和为100％。
12、本申请另提供一种电池负极板的制备方法，包括：将定量的上述碳晶材料、高强度短纤维、木素、硫酸钡、硬脂酸、腐植酸、红丹、海绵铅混合均匀；加入定量的水，并加入定量的稀硫酸，将各原料搅拌至铅膏体，得到电池负极铅膏，其中所述电池负极铅膏包括按质量百分比计的以下组分：所述碳晶材料：0.5～2％；所述红丹：10～15％；所述高强度短纤维：0.1～0.3％；所述木质素：0.1～0.3％；所述腐植酸：0.5～1％；所述硬脂酸：0.1～0.3％；所述硫酸钡：0.5～2％；所述水：10～15％；所述稀硫酸：10～13％；其余为所述海绵铅，且所有组分的质量百分比之和为100％；以及对所述电池负极铅膏塑型以得到板栅坯体，然后在高温固化炉中通过65℃～85℃。
13、本申请还提供一种电池负极板，其通过上述的电池负极板的制备方法制备而成。
14、本申请还提供一种铅酸蓄电池，其以上述的电池负极板为负极组装而成。
15、在本申请实施例中，碳晶材料的制备方法所采用的原料普通易得，涉及的反应体系成分简单，反应条件可控，制备工艺简单易行，具有环保的优点，对设备要求低且不受地域限制，适合碳晶材料和后续的电池负极铅膏和电池负极板的大规模工业生产。更重要的是，应用此碳晶材料的铅酸蓄电池的循环寿命和大电流充放电能力都得到了提升。
16、具体来说，通过此制备方法所获得的碳晶材料在应用上，可作为电池负极的添加剂，提高电极的导电性能和活性物质利用率，优化电极结构。其优点包括：(1)高导电性：此碳晶材料具有出色的导电性能，阵列形式排列的碳晶材料能够形成更为紧密的导电网络，降低电池的内阻，从而确保电池内部电流的流畅传输，提高电池的放电效率和功率输出；(2)高比表面积：微纳米化的碳晶材料的比表面积较大，能够与更多的电解液接触，提高电池内部的反应活性，进一步增加电池的能量密度和容量；以及(3)良好的机械性能：碳晶材料的机械性能优异，可以作为电池的结构支撑材料，有助于增强电池的稳定性，减少电池在充放电过程中的形变和损坏，因此能降低电池在长期使用过程中的性能衰减，延长电池的循环寿命。
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1.一种碳晶材料的制备方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述碳源溶液由生物质碳源分散在水中配制而成，其中所述生物质碳源为葡萄糖、蔗糖、淀粉及其组合其中之一，且所述生物质碳源的浓度为0.1～0.5mol/L。
3.如权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述催化剂液体由二茂铁和氢键供体以质量比为1～1.5:1的比例配制而成，其中所述氢键供体为二甲苯、乙醇、乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丁二醇、甘油、尿素及其组合其中之一。
4.如权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，还包括对所述催化剂液体加热搅拌的程序，以及在所述碳源溶液与所述催化剂液体混合后，还通过超声振荡处理10～20min，并静置12～24h后加热搅拌成所述分散液前驱体。
5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述加热搅拌是在60～120℃的温度下搅拌1～5h。
6.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述预烧结是在加热速度2～10℃/min，升温至250～500℃，保温1～4h的条件下进行的，其中所述惰性气体保
7.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述碳晶生长是在氩气保护气下，以加热速度2～10℃/min，升温至800～1250℃，保温2～6h的条件下进行的。
8.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，还包括对所述碳晶材料进行冷却、清洗和干燥程序，并且在研磨、筛分后，形成微纳米碳晶材料。
9.一种碳晶材料，其特征在于，以权利要求1-8任一项所述的制备方法制备而成。
10.一种电池负极铅膏，其特征在于，包括按质量百分比计的以下组分：
11.一种电池负极板的制备方法，其特征在于，包括：
12.一种电池负极板，其特征在于，以权利要求9所述的制备方法制备而成。
13.一种铅酸蓄电池，其特征在于，以权利要求12所述的电池负极板为负极组装而成。
...【技术特征摘要】
1.一种碳晶材料的制备方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述碳源溶液由生物质碳源分散在水中配制而成，其中所述生物质碳源为葡萄糖、蔗糖、淀粉及其组合其中之一，且所述生物质碳源的浓度为0.1～0.5mol/l。
3.如权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述催化剂液体由二茂铁和氢键供体以质量比为1～1.5:1的比例配制而成，其中所述氢键供体为二甲苯、乙醇、乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丁二醇、甘油、尿素及其组合其中之一。
4.如权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，还包括对所述催化剂液体加热搅拌的程序，以及在所述碳源溶液与所述催化剂液体混合后，还通过超声振荡处理10～20min，并静置12～24h后加热搅拌成所述分散液前驱体。
5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述加热搅拌是在60～120℃的温度下搅拌1～5h。
6.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，...
【专利技术属性】
技术研发人员：请求不公布姓名，请求不公布姓名，请求不公布姓名，
申请(专利权)人：九号智能常州科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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