铅酸电池制造技术

本发明专利技术提供一种铅酸电池，属于铅酸电池领域，其可解决现有的铅酸电池大电流性能差和循环寿命短的问题。本发明专利技术通过向铅酸电池的负极添加导电剂和炭材料，解决了现有的铅酸电池大电流性能差和循环寿命短等问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及铅酸电池领域，具体涉及一种铅酸电池。
技术介绍
交通尾气排放和化石燃料的燃烧给气候造成了不可低估的影响，随着石油等资源日趋枯竭，人类直面保护环境和合理利用资源两大亟待解决的问题，重视并大力开发以蓄电池为动力的新能源，向电动车时代靠拢，发展尾气零排放、无污染、无噪音的电动车辆有着广阔的运用前景。电动汽车的核心是动力电源，铅酸电池是目前使用最广泛的蓄电池。但由于铅蓄电池的电化学体系的局限性，电池的质量密度和功率密度均比较低；作为动力电池使用时电池的循环寿命短；很难满足作为动力电池大电流充放电的要求，尤其是在作为混合电动 车的动力电源时，在部分荷电状态(PSoC)模式运行时寿命非常不理想。
技术实现思路
本专利技术的目的是解决现有铅酸电池的大电流性能差和循环寿命短的问题，提供一种能提高电池大电流性能和循环寿命的铅酸电池。解决本专利技术技术问题所采用的技术方案是一种铅酸电池，包括正极和负极，所述负极是由负极铅膏制备的，所述的负极铅膏包括5wt%以下且大于0wt%的导电剂，0. lwt%-10wt%的比表面积大于20m2/g的炭材料。优选的是，所述的负极铅膏还包括5wt%以下且大于0wt%的析氢抑制剂和5wt%以下且大于0wt%的粘结剂。进一步优选的是，所述的粘结剂为羧甲基纤维素钠、聚四氟乙烯、氯丁橡胶中的任意一种或几种。进一步优选的是，所述的析氢抑制剂为硫酸锌、氧化锌、氧化铋中的任意一种或几种。优选的是，所述正极是由正极铅膏制备的，所述的正极铅膏含有5wt%以下且大于0wt%的导电剂。进一步优选的是，所述的导电剂为氧化石墨烯、还原氧化石墨烯、碳纳米管、炭 黑、乙炔黑、亚氧化钛中的任意一种或几种。进一步优选的是，所述的炭材料为活性炭、膨胀石墨、球形石墨、天然鳞片石墨的任意一种或几种。进一步优选的是,所述的活性炭的比表面积大于或等于100m2/g。进一步优选的是，所述的膨胀石墨的比表面积大于或等于20m2/g。本专利技术制备的铅酸电池具有以下优点I.本专利技术制备的铅酸电池由于制备负极的负极铅膏中添加了比表面积大于20m2/g的炭材料，不仅使包括该负极的电池具有一定的超级电容器的特点，增强了电池的低温启动性能，使该电池在温度较低的极端环境中运行仍能提供较大的电流和容量；同时，还大大的增加了负极活性物质的比表面积，使该电池具有了大功率充放电的性能。2.本专利技术制备的铅酸电池由于制备负极的负极铅膏中添加的活性炭、膨胀石墨、球形石墨和天然鳞片石墨可作为成核剂，起到硫酸铅结晶晶核的作用并能抑制硫酸铅的生长，使生成的硫酸铅晶体颗粒较小，且在快速充电时易于溶解生成金属海绵铅，从而抑制了负极的硫酸盐化，延长了电池使用寿命，并且大大减少了电池充电时间，使快速充电成为可倉泛。3.本专利技术制备的铅酸电池由于制备正极和负极的正极铅膏和负极铅膏中都添加了导电性能较强的导电剂，故该电池的内阻较低，尤其在电池的放电中后期，仍能提供较高的电压和功率。4.本专利技术制备的铅酸电池由于制备负极的负极铅膏添加了比表面积大于20m2/g的炭材料，负极的析氢较不添加该炭材料的负极严重，因此优选添加析氢抑制剂，抑制负极的析氢，使电池在大电流充电时，负极的析氢仍然能保持在一个合理的范围内。5.本专利技术制备的铅酸电池由于制备负极的负极铅膏添加了比表面积大于20m2/g的炭材料，该添加炭材料后的负极在大电流充放电时，存在炭材料渗出的可能，因此优选添加粘结剂，使炭材料与活性物质紧密结合在一起。附图说明图I为对照电池和本实施例I的铅酸电池的PSoC循环测试放电终电压对比图，图中A曲线为对照电池的测试曲线，B曲线为实施例I制备的铅酸电池的测试曲线。图2为对照电池和本实施例2的铅酸电池的PSoC循环测试放电终电压对比图，图中A曲线为对照电池的测试曲线，B曲线为实施例2制备的铅酸电池的测试曲线。图3为对照电池和本实施例3的铅酸电池的PSoC循环测试放电终电压对比图，图中A曲线为对照电池的测试曲线，B曲线为实施例3制备的铅酸电池的测试曲线。具体实施例方式为使本领域技术人员更好地理解本专利技术的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细描述。实施例I本实施例提供一种铅酸电池，其包括正极和负极，该正极和负极分别是由正极铅膏和负极铅膏制备而成的。一、正极铅膏和负极铅膏的组分正极铅膏含有0. 3wt%的炭黑，0. lwt%的聚酯纤维，15. 9wt%的水，3. 7wt%的硫酸(以硫酸分子计)，其余成份为氧化度为78%的铅粉，其中炭黑作为导电剂，而铅膏中的其余 组分为公知材料；负极铅膏含有5wt%的氧化石墨烯,0. 5wt%的比表面积为IOOm2/g的活性炭，0. 2wt%的氧化锌，0. lwt%的羧甲基纤维素钠(以羧甲基纤维素钠分子计)，4wt%的硫酸(以硫酸分子计)，0. 5wt%的硫酸钡,0. 3wt%的聚酯纤维，14. 5wt%的水,0. lwt%的腐植酸，0. 15wt%的木素，其余成份为氧化度为70%的铅粉，其中氧化石墨烯用作导电剂，活性炭用作炭材料，氧化锌用作析氢抑制剂，羧甲基纤维素钠用作粘结剂，而铅膏中的其余组分为公知材料。二、正极和负极制备方法上述正极制备方法如下(I)按上述配方，先将炭黑、氧化度为78%的铅粉和长度为3mm聚酯纤维称量好，混合均匀放入搅拌器内；(2)先将硫酸与水称量好，将部分水与硫酸配成密度为I. 4g/ml的硫酸溶液，再将剩余水快速加入步骤(I)中的搅拌器中，搅拌IOmin ；(3)在15min内缓慢均匀的将称量好的密度为I. 40g/ml的硫酸溶液加入搅拌器内，期间不停的搅拌，加完硫酸溶液后继续搅拌15min，得到正极铅膏，该铅膏的视密度控制在 4. 0 4. 6g/ml。 (4)将(3)所制备的铅膏进行机械涂板、固化、化成制成正极。上述负极制备方法如下(I)按上述配方，先将氧化锌、比表面积为100m2/g的活性炭和氧化石墨烯称量好，混合均匀放入搅拌器内；(2)按上述配方，将称量好的铅粉、腐植酸、聚酯纤维、硫酸钡、木素倒入搅拌器中，搅拌15min ；(3)先将硫酸与水称量好，将部分水与硫酸配成密度为I. 4g/ml的硫酸溶液，再将剩余的水和质量分数为0. 3wt%的羧甲基纤维素钠水溶液快速加入搅拌器内，搅拌IOmin ；(4)在15min内缓慢均匀的将称量好的密度为I. 40g/ml的硫酸溶液加入步骤(3)的搅拌器内，期间不停的搅拌，加完硫酸溶液后继续搅拌15min，铅膏视密度控制在3. 7g/ml o(5)将(4)所制备的铅膏进行机械涂板、固化、化成制成负极。三、铅酸电池的制备和测试将上述制得的正极和负极，连同其它必要组件例如隔板、蓄电池槽盖、电解液等组装成铅酸电池。将上述制备的铅酸电池按欧洲汽车研究和发展委员会(EUCAR)的部分荷电状态(PSoC)的测试方法进行测试。PSoC测试步骤如下I、将上述铅酸电池充满电并用2hr电流放电至60%SoC (荷电状态)；2、5C2 (两小时率容量)放电18s ；3、静置 18s ；4、4.5C2 充电 4s;5、2. 5C2 充电 8s ;6、1C2 充电 54s;7、静置 18s ；8、循环进行以上2 7步骤，截止电压为I. 4V。当电压达到I. 4V时，满充电测2hr容量，充电电压上限本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铅酸电池，包括正极和负极，其特征在于，所述负极是由负极铅膏制备的，所述负极铅膏包括5wt%以下且大于Owt%的导电剂,0. lwt%-10wt%的比表面积大于20m2/g的炭材料。2.如权利要求I所述的铅酸电池，其特征在于，所述负极铅膏还包括5wt%以下且大于0wt%的析氢抑制剂和5wt%以下且大于0wt%的粘结剂。3.如权利要求2所述的铅酸电池，其特征在于，所述的粘结剂为羧甲基纤维素钠、聚四氟乙烯、氯丁橡胶中的任意一种或几种。4.如权利要求2所述的铅酸电池，其特征在于，所述的析氢抑制剂为硫酸锌、氧化锌、氧化铋中的任意一种或几种。5.如权利要求I所述的铅...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡德言，高峰，童庆，
申请(专利权)人：奇瑞汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：