本发明专利技术提供一种用于铅酸蓄电池的混合电容负极板，其抑制氢气析出电位降低并改善在PSOC下的快速放电循环特性。具体公开了在用于铅酸蓄电池的混合电容负极板中，包括负电极活性材料填充板，该填充板的表面上形成有碳混合物涂层，该碳混合物涂层包含用于确保导电性的碳材料、用于确保电容器容量和/或伪电容器容量的活性碳以及至少一种粘合剂，在用于铅酸蓄电池的混合电容负极板中，经官能团改性的活性碳用作所述活性碳。优选地，使用经酸性表面官能团改性的活性碳。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及ー种用于适用于在部分荷电状态(PSOC)下重复快速充电和放电的混合动カ汽车应用以及如风车和PV(光伏)エ业应用的铅酸蓄电池的混合负极板，以及ー种铅酸蓄电池。
技术介绍
JP-T-2007-506230 (这里使用的“ JP-T”术语表示PCT专利申请的已公开日文译文)提出ー个专利技术，通过使用包括负极板及其表面上形成的碳混合物涂层的混合负极板作为铅酸蓄电池的负电极，在铅酸蓄电池的PSOC下重复快速充电和放电情况下，与配备有传统负极板的铅酸蓄电池相比，寿命可通过电容器的作用而大幅延长，所述负极板包括多孔 集流板和填充其中的铅活性材料，所述碳混合物涂层包括诸如导电碳黑的第一碳材料和诸如活性碳或石墨的具有电容器容量和/或伪电容器容量的第二碳材料这两种碳物质以及粘合剤。[现有技术文献][专利文献][专利文献I=JP-T-2OO7-5O623O
技术实现思路
[本专利技术要解决的问题]但是，已清楚的是，在铅酸蓄电池中，由于充电过程在负电极形成的氢气的量由负电极的氢过电压决定，所以在上述专利文献I中所述的负电极活性材料填充板的表面上形成具有大表面积和低氢过电压的上述碳混合物涂层促进氢气析出，从而在充电过程中由于水电解导致电解液減少。为了抑制这种现象，专利文献I公开了通过向碳混合物混合如铅、锌、铋、银及其化合物的添加剂来增加氢过电压。通过增加这些添加剂可以増加负电极的氢过电压，但所増加的氢电压还不够。调查结果发现，尤其是当将活性碳用作第二碳材料吋，氢过电压不能増加，并且活性碳本身的性质极大地影响存在或不存在增加氢过电压效果的表象。基于这个发现提出本专利技术。本专利技术的目的是克服上述传统专利技术的问题，并且提供一种用于铅酸蓄电池的混合负极板，其基于改进的活性碳，抑制氢过电压降低并且通过增加氢过电压还抑制水还原，从而提高铅酸蓄电池的循环特性，本专利技术还提供ー种使用该混合负极板的铅酸蓄电池。[解决问题的技术方案]本专利技术提供一种如权利要求I所述的铅酸蓄电池的混合负极板，包括负电极活性材料填充板，该填充板的表面上形成有碳混合物涂层，该碳混合物涂层包含用于确保导电性的碳材料、用于确保电容器容量和/或伪电容器容量的活性碳以及至少ー种粘合剂，其中该活性碳是经官能团改性的活性碳。如权利要求2所述，本专利技术提供如权利要求I所述的用于铅酸蓄电池的混合负极板，其中所述经官能团改性的活性碳包含3%到30% (重量)量的挥发成分。如权利要求3所述，本专利技术提供如权利要求I所述的用于铅酸蓄电池的混合负极板，其中所述碳混合物包含5到70重量份的所述碳材料、20到80重量份的所述活性碳、I到20重量份的所述粘合剤、0到10重量份的增稠剂、以及0到10重量份的短纤维状补强剂。如权利要求4所述，本专利技术提供如权利要求I所述的用于铅酸蓄电池的混合负极板，其中相对于100重量的份所述负电极活性材料，施加到所述负电极活性材料填充板的表面上的碳混合物的量为15重量份或更少。如权利要求5所述，本专利技术提供如权利要求I所述的用于铅酸蓄电池的混合负极板，其中所述碳混合物涂层具有40%到90%的孔隙度。 如权利要求6所述，本专利技术提供如权利要求I所述的用于铅酸蓄电池的混合负极板，其中所述碳混合物涂层具有0. Imm或更小的厚度。如权利要求7所述，本专利技术提供ー种包括如权利要求I至6中任一所述混合负极板的铅酸蓄电池。如权利要求8所述，本专利技术提供用于如权利要求I至3中任一所述铅酸蓄电池的混合负极板，其中所述经官能团改性的活性碳是酸性表面官能团。如权利要求9所述，本专利技术提供如权利要求9所述的用于铅酸蓄电池的混合负极板，其中所述酸性表面官能团的量是将每I克所述活性碳中酸性表面官能团的量除以该活性碳的比表面积后所获得的值，且该值为0. 16到3. llymol/m2。如权利要求10所述，本专利技术提供如权利要求9所述的用于铅酸蓄电池的混合负极板，其中所述酸性表面官能团是羧基，并且每I克所述活性碳中羧基的量即为被所述活性碳的比表面积所除后的值，该值为0. 01 u mol/m2或更大。如权利要求11所述，本专利技术提供如权利要求9所述的用于铅酸蓄电池的混合负极板，其中所述酸性表面官能团是内酷基，并且每I克所述活性碳中内酯基的量即为被所述活性碳的比表面积所除后的值，该值为0. 04 u mol/m2或更大。如权利要求12所述，本专利技术提供如权利要求9所述的用于铅酸蓄电池的混合负极板，其中所述酸性表面官能团是酚羟基，并且每I克所述活性碳中酚羟基的量即为被所述活性碳的比表面积所除后的值，该值为0. 04 u mol/m2或更大。如权利要求13所述，本专利技术提供ー种包括如权利要求8至12中任一所述用于铅酸蓄电池的混合负极板的铅酸蓄电池。[专利技术效果]根据权利要求I所述的专利技术，包括混合负极板的铅酸蓄电池能够抑制氢过电压降低，从而例如改善在PSOC下快速充电和放电的循环特性。因此，所述铅酸蓄电池适于使用在重复开关引擎操作的混合动カ汽车中以及诸如风车的使用各种电池的エ业领域中，并带来极好的效果。根据权利要求2所述的专利技术，能够提高负电极的氢过电压，并且还能够降低内电阻。本专利技术还抑制了铅的沉淀。因此，本专利技术提供的铅酸蓄电池具有极好的电池特性。根据权利要求3所述的专利技术，通过利用5至70重量份的量的第一碳材料能够确保良好的导电性以及负电极的电容器容量。本专利技术通过利用20至80重量份的量的经官能团改性的活性碳能够确保电容器容量。本专利技术能够确保碳混合物涂层与负电极活性材料填充板的表面之间的电连接以及导电性，并且通过利用I至20重量份的量的粘合剂还能够将碳混合物涂层保持在良好的多孔状态。根据权利要求3所述的专利技术，增稠剂和短纤维状补强剂的量分别为10重量份或更少，并且该量对于制备糊状的碳混合物有效，且不恶化导电性。此外，该短纤维状补强剂能够防止在干燥过程中碳混合物涂层的裂缝。根据权利要求4所述的专利技术，能够确保形成具有合适厚度的碳混合物涂层，从而获得上述效果。 根据权利要求5所述的专利技术，通过具有60 %到90 %的孔隙度的碳混合物涂层能够 确保电解液的移动，因此能够确保良好的放电性能。根据权利要求6所述的专利技术，通过具有0. Imm或更小厚度的碳混合物涂层在经济上帯来了足够的放电效果。根据权利要求7所述的专利技术，所述铅酸蓄电池可以使用在重复开关引擎操作的混合动カ汽车中以及诸如风车的使用电池的各种エ业中，由此能够提高快速充电和放电的循环特性。根据权利要求8 12所述的专利技术，提高了混合负极板的静电容量。如权利要求13所述，包括这些混合负极板的每ー个铅酸蓄电池提高了充电接受能力，由此改进了循环特性。此外，提高了混合负极板的氢过电压，并且抑制了水的还原，从而提高了循环特性。附图说明图I是示出活性碳的每単位面积的酸性表面官能团的量与循环寿命之间关系的视图。图2是示出活性碳的每単位面积的羧基的量与循环寿命之间关系的视图。图3是示出活性碳的每単位面积的内酯基的量与循环寿命之间关系的视图。图4是示出活性碳的每単位面积的酚羟基的量与循环寿命之间关系的视图。附图文字说明八、8、(、0、￡、？、6、11、1、了和1(:每个样本的图块L、M、N、0、P和Q :姆个样本的图块具体实施例方式下面详细说明本专利技术的实施例。通常当选作第二碳材料的活性碳与第一碳材料混合用作本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.08.27 JP 2009-1962011.一种用于铅酸蓄电池的混合负极板，包括负电极活性材料填充板，该填充板的表面上形成有碳混合物涂层，该碳混合物涂层包含用于确保导电性的碳材料、用于确保电容器容量和/或伪电容器容量的活性碳以及至少一种粘合剂，其中该活性碳是经官能团改性的活性碳。2.如权利要求I所述的用于铅酸蓄电池的混合负极板，其中所述经官能团改性的活性碳包含3%到30% (重量)量的挥发成分。3.如权利要求I所述的用于铅酸蓄电池的混合负极板，其中所述碳混合物包含5到70重量份的所述碳材料、20到80重量份的所述经官能团改性的活性碳、I到20重量份的所述粘合剂、0到10重量份的增稠剂、以及0到10重量份的短纤维状补强剂。4.如权利要求I所述的用于铅酸蓄电池的混合负极板，其中相对于100重量份的所述负电极活性材料，施加到所述负电极活性材料填充板的表面上的碳混合物的量为15重量份或更少。5.如权利要求I所述的用于铅酸蓄电池的混合负极板，其中所述碳混合物涂层具有40%到90%的孔隙度。6.如权利要求I所述的用于铅酸蓄电池的混合负极板，其中所述碳混合物涂层具有0.Imm或更小的厚度...
【专利技术属性】
技术研发人员：古川淳，门马大辅，增田洋辅，土桥朗，兰·德留·拉姆，罗莎莉·罗依，奈杰尔·彼得·黑格，
申请(专利权)人：古河电池株式会社，联邦科学和工业研究组织，
类型：发明
国别省市：
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