石墨烯作为添加剂的铅酸电池制造技术

石墨烯作为添加剂的铅酸电池，涉及铅酸电池技术，包括电池壳体、位于电池壳体内的正负极板栅、位于正负极板栅之间的隔板及充入壳体内的电解液，其特征在于：所述的正极板栅上涂覆正极铅膏，通过固化、干燥、化成制得；所述的负极板栅上涂覆负极铅膏，通过固化、干燥、化成制得；所述正极铅膏或负极铅膏或两者全部使用石墨烯作为添加剂。本发明专利技术使用石墨烯材料作为添加剂提供一种能够进行快速充放电、同时具有高容量、有较长充放电循环使用寿命的铅酸电池。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及铅酸电池技术，具体涉及一种用石墨烯作为添加剂的铅酸电池。
技术介绍
铅酸电池已经有130年的历史，具有性能可靠，生产工艺成熟，较镍氢电池和锂电池成本低等优点。目前的电动自行车绝大多数是采用密封式铅酸电池。密封式铅酸电池是将正、负极板交错叠放排列在电池盒内，正、负极板之间用绝缘隔板进行隔离，当电解液充入电池盒内，电解液与正、负极板上的铅进行化学反应。当电池充电时，变成硫酸铅的正、负两极板上的铅把固定在其中的硫酸成分释放到电解液中，分别变成铅和氧化铅，使电解液中的硫酸浓度不断增加，电压上升，积蓄能量；放电时，正极板中的氧化铅和负极板上的铅与电解液中的硫酸发生反应变成硫酸铅，使电解液中的硫酸浓度不断降低，电压下降，使得能量降低，电池对外输出能量，故电池的循环充放电是电能和化学能不断转换的一个过程， 最终实现能量的存储和释放。为提高铅酸电池的蓄电容量，通常正、负极板的两个表面均制成粗糙并带网格的表面，使极板在最小的体积内储存较多的铅。但铅酸电池经多次充放电后，不可避免地使部分铅粉吸附在正、负极板之间的绝缘隔板上，使其储能降低，电池使用寿命短，且铅酸电池的充放电时间慢。
技术实现思路
本专利技术需要解决技术问题是提供一种能够进行快速充放电、具有高容量、长寿命的石墨烯作为添加剂的铅酸电池。石墨烯作为添加剂的铅酸电池，包括电池壳体、位于电池壳体内的正负极板栅、位于正负极板栅之间的隔板及充入壳体内的电解液，其特征在于所述的正极板栅上涂覆正极铅膏，通过固化、干燥、化成制得；所述的负极板栅上涂覆负极铅膏，通过固化、干燥、化成制得；所述正极铅膏或负极铅膏或两者全部使用石墨烯作为添加剂。所述正负极铅膏中石墨烯的含量，按照重量百分比计算，正极铅膏中添加的石墨烯的质量为活性物质的0. 02 3%，负极铅膏中添加的石墨烯的质量为活性物质的0. 02 2 % 。所述的电解液由硫酸的水溶液构成。所述的隔板由超细玻璃纤维构成。所述石墨烯由单层碳原子组成的纳米片层构成，其厚度在0. 34纳米到10纳米之间。所述石墨烯由多层碳原子组成的纳米片层构成，其厚度在0. 34纳米到10纳米之间。本专利技术的有益效果本专利技术在极板中加入石墨烯材料后，由于石墨烯材料优异导电、导热性能及二维平面结构，在加入量很少时就可以在正负极板中建立有效的导电网络， 极大提高极板基体中的活性材料尤其是板栅格中活性材料的电子导电性，从而提高了铅酸电池的充电速度及放电速度；由于板栅格中活性物质电子导电率的提高，减小了活性物质颗粒之间的接触电阻及其带来的电化学极化，提高了活性物质的利用率，所以铅酸电池的容量有了很大的提高。同时由于石墨烯自身结构强度及其网络连接，电池极板的强度得以大幅提高，避免了铅酸电池在长时间充放电循环时极板活性物质的软化和脱落，所以极大地提高了铅酸电池的使用寿命。具体实施例方式为了使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本专利技术。石墨烯作为添加剂的铅酸电池，包括电池壳体、位于电池壳体内的正负极板栅、位于正负极板栅之间的隔板及充入壳体内的电解液，正极板栅上涂覆正极铅膏，通过固化、干燥、化成制得；负极板栅上涂覆负极铅膏，通过固化、干燥、化成制得；正极铅膏和负极铅膏使用石墨烯作为添加剂。正负极铅膏中石墨烯的含量，按照重量百分比计算，正极铅膏中添加的石墨烯的质量为活性物质的1%，负极铅膏中添加的石墨烯的质量为活性物质的0. 8%,电解液由硫酸的水溶液构成，隔板由超细玻璃纤维构成；石墨烯由单层碳原子组成的纳米片层构成，其厚度在0. 6纳米。如，12Ah铅酸蓄电池正负极板栅在其它工艺条件不变得情况下在铅膏中加入石墨烯添加剂和不加石墨烯添加剂做成的极板组装成12V-12Ah蓄电池进行对比测试12V_12Ah蓄电池容量测试容量测试以国家标准在铅蓄电池充足电后，以2小时率即6. OA恒流放电至电池电压到10. 5V为止。未加石墨烯添加剂的电池放电时间132分钟即放出13. 2Ah电容量；加石墨烯添加剂的电池放电时间155分钟即放出15. 5Ah电容量。两者比较相对电容量提高21%。12V-12Ah蓄电池充放电循环寿命的测试蓄电池采用限流恒压充电至14. 8V后以2小时率即6. OA放电至10. 5V为一个循环；未加石墨烯添加剂的蓄电池充放电循环寿命为276次；加石墨烯添加剂的蓄电池充放电循环寿命为540次；相对充放电循环寿命提高96 %。以上显示和描述了本专利技术的基本原理和主要特征和本专利技术的优点。本行业的技术人员应该了解，本专利技术不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本专利技术的原理，在不脱离本专利技术精神和范围的前提下，本专利技术还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本专利技术范围内。本专利技术要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。权利要求1.石墨烯作为添加剂的铅酸电池，包括电池壳体、位于电池壳体内的正负极板栅、位于正负极板栅之间的隔板及充入壳体内的电解液，其特征在于所述的正极板栅上涂覆正极铅膏，通过固化、干燥、化成制得；所述的负极板栅上涂覆负极铅膏，通过固化、干燥、化成制得；所述正极铅膏或负极铅膏或两者全部使用石墨烯作为添加剂。2.根据权利要求1所述的石墨烯作为添加剂的铅酸电池，其特征在于所述正负极铅膏中石墨烯的含量，按照重量百分比计算，正极铅膏中添加的石墨烯的质量为活性物质的 0. 02 3%，负极铅膏中添加的石墨烯的质量为活性物质的0. 02 2%。3.根据权利要求1所述的石墨烯作为添加剂的铅酸电池，其特征在于所述的电解液由硫酸的水溶液构成。4.根据权利要求1所述的石墨烯作为添加剂的铅酸电池，其特征在于所述的隔板由超细玻璃纤维构成。5.根据权利要求1所述的石墨烯作为添加剂的铅酸电池，其特征在于所述石墨烯由单层碳原子组成的纳米片层构成，其厚度在0. 34纳米到10纳米之间。6.根据权利要求1所述的石墨烯作为添加剂的铅酸电池，其特征在于所述石墨烯由多层碳原子组成的纳米片层构成，其厚度在0. 34纳米到10纳米之间。全文摘要石墨烯作为添加剂的铅酸电池，涉及铅酸电池技术，包括电池壳体、位于电池壳体内的正负极板栅、位于正负极板栅之间的隔板及充入壳体内的电解液，其特征在于所述的正极板栅上涂覆正极铅膏，通过固化、干燥、化成制得；所述的负极板栅上涂覆负极铅膏，通过固化、干燥、化成制得；所述正极铅膏或负极铅膏或两者全部使用石墨烯作为添加剂。本专利技术使用石墨烯材料作为添加剂提供一种能够进行快速充放电、同时具有高容量、有较长充放电循环使用寿命的铅酸电池。文档编号H01M4/62GK102244300SQ20111015013公开日2011年11月16日 申请日期2011年6月3日 优先权日2011年6月3日专利技术者黄建平 申请人:界首市华宇电源有限公司本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．石墨烯作为添加剂的铅酸电池，包括电池壳体、位于电池壳体内的正负极板栅、位于正负极板栅之间的隔板及充入壳体内的电解液，其特征在于：所述的正极板栅上涂覆正极铅膏，通过固化、干燥、化成制得；所述的负极板栅上涂覆负极铅膏，通过固化、干燥、化成制得；所述正极铅膏或负极铅膏或两者全部使用石墨烯作为添加剂。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄建平，
申请(专利权)人：界首市华宇电源有限公司，
类型：发明
国别省市：34