CN103811751A - 铅碳电池正极铅膏及其制备方法、铅碳电池正极板与铅碳电池 - Google Patents

铅碳电池正极铅膏及其制备方法、铅碳电池正极板与铅碳电池 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种铅碳电池正极铅膏，其原料包括：铅粉85~90份、硫酸7.24～10.6份、石墨烯4~10份、四碱式硫酸铅1~3份、硫酸亚钴0.1~1份、硫酸镁0.3~2份、涤纶纤维0.07~0.09份，所述四碱式硫酸铅的粒径为5～10μm。本发明还公开了该正极铅膏的制备方法及包括正极铅膏的铅碳电池正极板与铅碳电池。本发明通过在铅碳电池正极铅膏中添加石墨烯与粒径5～10μm的四碱式硫酸铅，充分利用石墨烯高比表面积与高导电性的特征，提高铅碳电池的充放电速率，同时发挥粒径5～10μm的四碱式硫酸铅的引晶作用，引导铅碳电池放电时生成易转化为α-PbO2的四碱式硫酸铅，提高电池的循环寿命。

Description

铅碳电池正极铅膏及其制备方法、铅碳电池正极板与铅碳电池
技术领域
本发明涉及电化学电源领域，尤其涉及一种铅碳电池正极铅膏及其制备方法、铅碳电池正极板与铅碳电池。
背景技术
铅酸电池是一种电极主要由铅及其氧化物制成，电解液是硫酸溶液的蓄电池。自1859年法国人普兰特发明铅酸蓄电池以来，铅酸电池已经历了150多年的发展历程，铅酸电池成本低、寿命长、安全性能好，而且废旧电池的回收利用率高达95%以上，因而一直是电池领域应用最为广泛的产品。
随着电动汽车，电动自行车的飞速发展，逐渐出了一种基于铅碳技术的新型蓄电池，即铅碳电池，这种电池在铅酸蓄电池负极的铅膏中添加活性炭作为缓冲材料，炭材料是静电荷储留释放的优质材质，能在瞬间聚集和存储大量电荷，因而这类电池具有更高的功率密度，能在更短时间内完成充电，并且能在高倍率下工作，更好地适应了电动车辆的发展要求。然而现有铅碳电池一般是以二氧化铅（PbO2）作为正极板，它是将铅粉、水、硫酸、石墨、磷酸、晴纶或丙纶、硫酸镁等原料混合后形成正极铅膏涂覆在正极板栅上，烘干后而制成的，不仅充放电速度慢，而且在铅碳电池放电过程中，正极板上的二氧化铅与电解液硫酸反应，生成颗粒大、难溶解、导电性差的硫酸铅，导致电池储能降低，电池不断缩短。因此非常有必要对铅碳电池正极板进行改性与优化。
发明内容
本发明的目的在于克服现有铅酸电池充电速度慢、循环寿命短的问题，提供一种铅碳电池正极铅膏及其制备方法，同时提供由包含该铅碳电池正极铅膏的铅碳电池正极板及铅碳电池。
本发明通过在铅碳电池正极铅膏中添加石墨烯与粒径5～10μm的四碱式硫酸铅，充分利用石墨烯高比表面积与高导电性的特征，提高铅碳电池的充放电速率，同时发挥粒径5～10μm的四碱式硫酸铅的引晶作用，引导铅碳电池放电时生成易转化为α-PbO2的四碱式硫酸铅，提高电池的循环寿命，以实现本发明目的。
第一方面，本发明提供了一种铅碳电池正极铅膏，所述铅碳电池正极铅膏的原料包括：铅粉85~90份、硫酸7.24～10.6份、石墨烯4~10份、四碱式硫酸铅1~3份、硫酸亚钴0.1~1份、硫酸镁0.3~2份、涤纶纤维0.07~0.09份，所述四碱式硫酸铅的粒径为5～10μm。
优选地，所述硫酸的密度为1.1~1.4g/cm3。
其中，所述石墨烯为具有高比表面积和高电导率的石墨烯。优选地，所述石墨烯的比表面积为900~3000m2/g，电导率为10~1000S/m。石墨烯的比表面积高、电导率高，有利于增加铅酸电池正极板的比功率与导电性，提高铅酸电池的充放电速度。
更优选地，所述石墨烯的比表面积为2000～3000m2/g，电导率为900~1000S/m。
在本发明实施例中，首先，所述铅碳电池正极铅膏中含有石墨烯，一方面，石墨烯具有优异的导电性和导热性，能够在正极中建立很好的导电网络，极大地提高了活性材料的电子导电性，提高了铅碳电池的充放电速率；另一方面，石墨烯具有高比表面积，可以作为铅碳电池在高倍率充放电时的缓冲材料，有效地保护了铅碳电池正极板，抑制“硫酸盐化”现象，大大提高了铅碳电池的循环寿命；其次，铅碳电池正极铅膏中含有粒径为5～10μm的四碱式硫酸铅，这是一种优良的晶种，可以在铅碳电池放电过程中，引导生成易转化为α-PbO2的四碱式硫酸铅，从而大大提高了铅碳电池的循环寿命。
第二方面，本发明提供了一种铅碳电池正极铅膏的制备方法，包括如下步骤：
取铅粉85~90份、石墨烯4~10份、四碱式硫酸铅1~3份、硫酸亚钴0.1~1份、硫酸镁0.3~2份、涤纶纤维0.07~0.09份，倒入到容器中，搅拌均匀得到混合物；所述四碱式硫酸铅的粒径为5～10μm；
在所述混合物中加入所述混合物总质量10～15%的水，搅拌均匀后再在搅拌条件下缓慢加入所述混合物总质量8～10%的硫酸，搅拌10～20分钟后冷却至20～45℃，得到铅碳电池正极铅膏。
其中，所述石墨烯为具有高比表面积和高电导率的石墨烯。优选地，所述石墨烯的比表面积为900~3000m2/g，电导率为10~1000S/m。石墨烯的比表面积高、电导率高，有利于增加铅碳电池正极板的比功率与导电性，提高铅酸电池的充放电速度。
更优选地，所述石墨烯的比表面积为2000～3000m2/g，电导率为900~1000S/m。
优选地，所述硫酸的密度为1.1~1.4g/cm3。
优选地，所述硫酸在10～20分钟内匀速加入所述混合物中。
本发明制备方法工艺简单，易于操作，适合大规模的工业化生产。
第三方面，本发明提供了一种铅碳电池正极板，包括正极板栅及涂覆固化在正极板栅上的铅碳电池正极铅膏，所述铅碳电池正极铅膏是通过上述制备方法制得的。
本发明所述铅碳电池正极板，铅碳电池正极铅膏中石墨烯与粒径5～10μm的四碱式硫酸铅，铅碳电池正极板导电性强，比功率大，耐用性能好。
第四方面，本发明提供了一种铅碳电池，所述铅碳电池包括上述铅碳电池正极板。
本发明所述铅碳电池，铅碳电池正极板上的铅碳电池正极铅膏中含有石墨烯与粒径5～10μm的四碱式硫酸铅，提高了铅碳电池正极板的导电性和耐用性，铅碳电池充放电速度快，循环寿命长。
实施本发明实施例，具有以下有益效果：
（1）所述铅碳电池正极铅膏，含有高比表面积和高电导率的石墨烯，能够在正极中建立很好的导电网络，并抑制铅碳电池在高倍率充放电时的“硫酸盐化”现象，大大提高了铅碳电池的充放电速率与循环寿命；
（2）铅碳电池正极铅膏中含有粒径为5～10μm的四碱式硫酸铅，可以在铅碳电池放电过程中，引导生成易转化为α-PbO2的四碱式硫酸铅，大大提高了铅碳电池的循环寿命。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是普通的铅酸电池与实施例一所制备的铅碳电池在大电流充放电试验下循环次数与容量保有率的关系图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。
一种铅碳电池正极铅膏，所述铅碳电池正极铅膏的原料包括：铅粉85~90份、硫酸7.24～10.6份、石墨烯4~10份、四碱式硫酸铅1~3份、硫酸亚钴0.1~1份、硫酸镁0.3~2份、涤纶纤维0.07~0.09份，所述四碱式硫酸铅的粒径为5～10μm。
所述硫酸的密度为1.1~1.4g/cm3。
所述石墨烯为具有高比表面积和高电导率的石墨烯。所述石墨烯的比表面积为900~3000m2/g，电导率为10~1000S/m。石墨烯的比表面积高、电导率高，有利于增加铅酸电池正极板的比功率与导电性，提高铅酸电池的充放电速度。
所述石墨烯的比表面积为2000～3000m2/g，电导率为900~1000S/m。
在本发明实施例中，首先，所述铅碳电池正极铅膏中含有石墨烯，一方面，石墨烯具有优异的导电性和导热性，能够在正极中建立很好的导电网络，极大地提高了活性材料的电子导电性，提高了铅碳电池的充放电速率；另一方面，石墨烯具有高比表面积，可以作为铅碳电池在高倍率充放电时的缓冲材料，有效地保护了铅碳电池正极板，抑制“硫酸盐化”现象，大大提高了铅碳电池的循环寿命；其次，铅碳电池正极铅膏中含有粒径为5～10μm的四碱式硫酸铅，这是一种优良的晶种，可以在铅碳电池放电过程中，引导生成易转化为α-PbO2的四碱式硫酸铅，从而大大提高了铅碳电池的循环寿命。
另，本发明还提供了一种铅碳电池正极铅膏的制备方法，包括如下步骤：
取铅粉85~90份、石墨烯4~10份、四碱式硫酸铅1~3份、硫酸亚钴0.1~1份、硫酸镁0.3~2份、涤纶纤维0.07~0.09份，倒入到容器中，搅拌均匀得到混合物；所述四碱式硫酸铅的粒径为5～10μm；
在所述混合物中加入所述混合物总质量10～15%的水，搅拌均匀后再在搅拌条件下缓慢加入所述混合物总质量8～10%的硫酸，搅拌10～20分钟后冷却至20～45℃，得到铅碳电池正极铅膏。
所述石墨烯为具有高比表面积和高电导率的石墨烯。所述石墨烯的比表面积为900~3000m2/g，电导率为10~1000S/m。石墨烯的比表面积高、电导率高，有利于增加铅碳电池正极板的比功率与导电性，提高铅酸电池的充放电速度。
所述石墨烯的比表面积为2000～3000m2/g，电导率为900~1000S/m。
所述硫酸的密度为1.1~1.4g/cm3。
所述硫酸在10～20分钟内匀速加入所述混合物中。
本发明制备方法工艺简单，易于操作，适合大规模的工业化生产。
另，本发明还提供了一种铅碳电池正极板，包括正极板栅及涂覆固化在正极板栅上的铅碳电池正极铅膏，所述铅碳电池正极铅膏是通过上述制备方法制得的。
本发明所述铅碳电池正极板，铅碳电池正极铅膏中石墨烯与粒径5～10μm的四碱式硫酸铅，铅碳电池正极板导电性强，比功率大，耐用性能好。
此外，本发明还提供了一种铅碳电池，所述铅碳电池包括上述铅碳电池正极板。
本发明所述铅碳电池，铅碳电池正极板上的铅碳电池正极铅膏中含有石墨烯与粒径5～10μm的四碱式硫酸铅，提高了铅碳电池正极板的导电性和耐用性，铅碳电池充放电速度快，循环寿命长。
实施例一
一种铅碳电池正极铅膏的制备方法，包括如下步骤：
（1）称取铅粉85份、石墨烯4份、粒径为5μm的四碱式硫酸铅1份、硫酸亚钴0.1份、硫酸镁0.3份、涤纶纤维0.07份，倒入到容器中，搅拌均匀得到混合物；所述石墨烯的比表面积为3000m2/g，电导率为10S/m。
（2）在混合物中加入混合物总质量10%的水，搅拌均匀后再在搅拌条件下缓慢加入混合物总质量8%的密度为1.1g/cm3的硫酸，搅拌10分钟后冷却至45℃，得到铅碳电池正极铅膏。
本实施例所述铅碳电池正极铅膏，原料包括：铅粉85份、硫酸7.24份、石墨烯4份、四碱式硫酸铅1份、硫酸亚钴0.1份、硫酸镁0.3份、涤纶纤维0.07份，所述四碱式硫酸铅的粒径为5μm，所述石墨烯的比表面积为3000m2/g，电导率为10S/m。
一种铅碳电池正极板的制备方法，包括如下步骤：
（3）选用铅合金板作为正极板栅，将步骤（2）制得的铅碳电池正极铅膏均匀地涂覆到正极板栅上，控制涂层的厚度为2mm，将涂覆了铅碳电池正极铅膏的正极板栅放入真空干燥箱中，以60℃烘干固化2小时，得到铅碳电池正极板。
本实施例所述铅碳电池正极板，包括正极板栅及涂覆固化在正极板栅上的铅碳电池正极铅膏，所述正极铅膏为步骤（2）制得的铅碳电池正极铅膏。
一种铅碳电池，包括上述铅碳电池正极板，具体制备方案为：
选择步骤（3）制备的铅碳电池正极板，以铅负极板为铅碳电池负极板，PE隔膜作为铅碳电池隔膜，以密度为1.18g/cm3的硫酸溶液作为电解液，以市售的相应大小的电池壳为铅碳电池底壳，按照铅碳电池正极板-铅碳电池隔膜-铅碳电池负极板自上而下地组装到铅碳电池底壳上，再往铅碳电池底壳中注入电解液，最后封装成铅碳电池。
实施例二
一种铅碳电池正极铅膏的制备方法，包括如下步骤：
（1）称取铅粉85份、石墨烯5份、粒径为6μm的四碱式硫酸铅1.3份、硫酸亚钴0.2份、硫酸镁0.6份、涤纶纤维0.07份，倒入到容器中，搅拌均匀得到混合物；所述石墨烯的比表面积为2000m2/g，电导率为50S/m。
（2）在混合物中加入混合物总质量11%的水，搅拌均匀后再在搅拌条件下缓慢加入混合物总质量8%的密度为1.1g/cm3的硫酸，搅拌20分钟后冷却至20℃，得到铅碳电池正极铅膏。
本实施例所述铅碳电池正极铅膏，原料包括：铅粉85份、硫酸7.37份、石墨烯5份、四碱式硫酸铅1.3份、硫酸亚钴0.2份、硫酸镁0.6份、涤纶纤维0.07份，所述四碱式硫酸铅的粒径为6μm，所述石墨烯的比表面积为2000m2/g，电导率为50S/m。
一种铅碳电池正极板的制备方法，包括如下步骤：
（3）选用铅合金板作用正极板栅，将步骤（2）制得的铅碳电池正极铅膏均匀地涂覆到正极板栅上，控制涂层的厚度为1mm，将涂覆了铅碳电池正极铅膏的正极板栅放入真空干燥箱中，以80℃烘干固化1小时，得到铅碳电池正极板。
本实施例所述铅碳电池正极板，包括正极板栅及涂覆固化在正极板栅上的铅碳电池正极铅膏，所述铅碳电池正极铅膏为步骤（2）制得的铅碳电池正极铅膏。
一种铅碳电池，包括上述铅碳电池正极板，具体制备方案为：
选择步骤（3）制备的铅碳电池正极板，以铅负极板为铅碳电池负极板，PE隔膜作为铅碳电池隔膜，以密度为1.18g/cm3的硫酸溶液作为电解液，以市售的相应大小的电池壳为铅碳电池底壳，按照铅碳电池正极板-铅碳电池隔膜-铅碳电池负极板自上而下地组装到铅碳电池底壳上，再往铅碳电池底壳中注入电解液，最后封装成铅碳电池。
实施例三
一种铅碳电池正极铅膏的制备方法，包括如下步骤：
（1）称取铅粉86份、石墨烯6份、粒径为7μm的四碱式硫酸铅1.5份、硫酸亚钴0.3份、硫酸镁0.9份、涤纶纤维0.07份，倒入到容器中，搅拌均匀得到混合物；所述石墨烯的比表面积为2500m2/g，电导率为100S/m。
（2）在混合物中加入混合物总质量12%的水，搅拌均匀后再在搅拌条件下缓慢加入混合物总质量9%的密度为1.2g/cm3的硫酸，搅拌15分钟后冷却至30℃，得到铅碳电池正极铅膏。
本实施例所述铅碳电池正极铅膏，原料包括：铅粉85份、硫酸8.53份、石墨烯6份、四碱式硫酸铅1.5份、硫酸亚钴0.3份、硫酸镁0.9份、涤纶纤维0.07份，所述四碱式硫酸铅的粒径为7μm，所述石墨烯的比表面积为2500m2/g，电导率为100S/m。
一种铅碳电池正极板的制备方法，包括如下步骤：
（3）选用铅合金板作用正极板栅，将步骤（2）制得的铅碳电池正极铅膏均匀地涂覆到正极板栅上，控制涂层的厚度为2.5mm，将涂覆了铅碳电池正极铅膏的正极板栅放入真空干燥箱中，以70℃烘干固化1.5小时，得到铅碳电池正极板。
本实施例所述铅碳电池正极板，包括正极板栅及涂覆固化在正极板栅上的铅碳电池正极铅膏，所述铅碳电池正极铅膏为步骤（2）制得的铅碳电池正极铅膏。
一种铅碳电池，包括上述铅碳电池正极板，具体制备方案为：
选择步骤（3）制备的铅碳电池正极板，以铅负极板为铅碳电池负极板，PE隔膜作为铅碳电池隔膜，以密度为1.18g/cm3的硫酸溶液作为电解液，以市售的相应大小的电池壳为铅碳电池底壳，按照铅碳电池正极板-铅碳电池隔膜-铅碳电池负极板自上而下地组装到铅碳电池底壳上，再往铅碳电池底壳中注入电解液，最后封装成铅碳电池。
实施例四
一种铅碳电池正极铅膏的制备方法，包括如下步骤：
（1）称取铅粉87份、石墨烯7份、粒径为7μm的四碱式硫酸铅1.7份、硫酸亚钴0.5份、硫酸镁1份、涤纶纤维0.08份，倒入到容器中，搅拌均匀得到混合物；所述石墨烯的比表面积为1500m2/g，电导率为300S/m。
（2）在混合物中加入混合物总质量12%的水，搅拌均匀后再在搅拌条件下缓慢加入混合物总质量9%的密度为1.2g/cm3的硫酸，搅拌15分钟后冷却至35℃，得到铅碳电池正极铅膏。
本实施例所述铅碳电池正极铅膏，原料包括：铅粉85份、硫酸8.76份、石墨烯7份、四碱式硫酸铅1.7份、硫酸亚钴0.5份、硫酸镁1份、涤纶纤维0.08份，所述四碱式硫酸铅的粒径为7μm，所述石墨烯的比表面积为1500m2/g，电导率为300S/m。
一种铅碳电池正极板的制备方法，包括如下步骤：
（3）选用铅合金板作用正极板栅，将步骤（2）制得的铅碳电池正极铅膏均匀地涂覆到正极板栅上，控制涂层的厚度为2mm，将涂覆了铅碳电池正极铅膏的正极板栅放入真空干燥箱中，以75℃烘干固化1.5小时，得到铅碳电池正极板。
本实施例所述铅碳电池正极板，包括正极板栅及涂覆固化在正极板栅上的铅碳电池正极铅膏，所述铅碳电池正极铅膏为步骤（2）制得的铅碳电池正极铅膏。
一种铅碳电池，包括上述铅碳电池正极板，具体制备方案为：
选择步骤（3）制备的铅碳电池正极板，以铅负极板为铅碳电池负极板，PE隔膜作为铅碳电池隔膜，以密度为1.18g/cm3的硫酸溶液作为电解液，以市售的相应大小的电池壳为铅碳电池底壳，按照铅碳电池正极板-铅碳电池隔膜-铅碳电池负极板自上而下地组装到铅碳电池底壳上，再往铅碳电池底壳中注入电解液，最后封装成铅碳电池。
实施例五
一种铅碳电池正极铅膏的制备方法，包括如下步骤：
（1）称取铅粉87份、石墨烯8份、粒径为8μm的四碱式硫酸铅2份、硫酸亚钴0.6份、硫酸镁1.2份、涤纶纤维0.08份，倒入到容器中，搅拌均匀得到混合物；所述石墨烯的比表面积为900m2/g，电导率为500S/m。
（2）在混合物中加入混合物总质量13%的水，搅拌均匀后再在搅拌条件下缓慢加入混合物总质量9%的密度为1.3g/cm3的硫酸，搅拌10分钟后冷却至40℃，得到铅碳电池正极铅膏。
本实施例所述铅碳电池正极铅膏，原料包括：铅粉87份、硫酸8.99份、石墨烯8份、四碱式硫酸铅2份、硫酸亚钴0.6份、硫酸镁1.2份、涤纶纤维0.08份，所述四碱式硫酸铅的粒径为8μm，所述石墨烯的比表面积为900m2/g，电导率为500S/m。
一种铅碳电池正极板的制备方法，包括如下步骤：
（3）选用铅合金板作为正极板栅，将步骤（2）制得的铅碳电池正极铅膏均匀地涂覆到正极板栅上，控制涂层的厚度为1.5mm，将涂覆了铅碳电池正极铅膏的正极板栅放入真空干燥箱中，以65℃烘干固化1.5小时，得到铅碳电池正极板。
本实施例所述铅碳电池正极板，包括正极板栅及涂覆固化在正极板栅上的铅碳电池正极铅膏，所述铅碳电池正极铅膏为步骤（2）制得的铅碳电池正极铅膏。
一种铅碳电池，包括上述铅碳电池正极板，具体制备方案为：
选择步骤（3）制备的铅碳电池正极板，以铅负极板为铅碳电池负极板，PE隔膜作为铅碳电池隔膜，以密度为1.18g/cm3的硫酸溶液作为电解液，以市售的相应大小的电池壳为铅碳电池底壳，按照铅碳电池正极板-铅碳电池隔膜-铅碳电池负极板自上而下地组装到铅碳电池底壳上，再往铅碳电池底壳中注入电解液，最后封装成铅碳电池。
实施例六
一种铅碳电池正极铅膏的制备方法，包括如下步骤：
（1）称取铅粉88份、石墨烯9份、粒径为9μm的四碱式硫酸铅2.5份、硫酸亚钴0.7份、硫酸镁1.5份、涤纶纤维0.09份，倒入到容器中，搅拌均匀得到混合物；所述石墨烯的比表面积为1200m2/g，电导率为600S/m。
（2）在混合物中加入混合物总质量13%的水，搅拌均匀后再在搅拌条件下缓慢加入混合物总质量9%的密度为1.3g/cm3的硫酸，搅拌20分钟后冷却至25℃，得到铅碳电池正极铅膏。
本实施例所述铅碳电池正极铅膏，原料包括：铅粉88份、硫酸9.16份、石墨烯9份、四碱式硫酸铅2.5份、硫酸亚钴0.7份、硫酸镁1.5份、涤纶纤维0.09份，所述四碱式硫酸铅的粒径为9μm，所述石墨烯的比表面积为1200m2/g，电导率为600S/m。
一种铅碳电池正极板的制备方法，包括如下步骤：
（3）选用铅合金板作为正极板栅，将步骤（2）制得的铅碳电池正极铅膏均匀地涂覆到正极板栅上，控制涂层的厚度为1.5mm，将涂覆了铅碳电池正极铅膏的正极板栅放入真空干燥箱中，以60℃烘干固化2小时，得到铅碳电池正极板。
本实施例所述铅碳电池正极板，包括正极板栅及涂覆固化在正极板栅上的铅碳电池正极铅膏，所述铅碳电池正极铅膏为步骤（2）制得的铅碳电池正极铅膏。
一种铅碳电池，包括上述铅碳电池正极板，具体制备方案为：
选择步骤（3）制备的铅碳电池正极板，以铅负极板为铅碳电池负极板，PE隔膜作为铅碳电池隔膜，以密度为1.18g/cm3的硫酸溶液作为电解液，以市售的相应大小的电池壳为铅碳电池底壳，按照铅碳电池正极板-铅碳电池隔膜-铅碳电池负极板自上而下地组装到铅碳电池底壳上，再往铅碳电池底壳中注入电解液，最后封装成铅碳电池。
实施例七
一种铅碳电池正极铅膏的制备方法，包括如下步骤：
（1）称取铅粉89份、石墨烯10份、粒径为10μm的四碱式硫酸铅2.8份、硫酸亚钴0.8份、硫酸镁1.7份、涤纶纤维0.09份，倒入到容器中，搅拌均匀得到混合物；所述石墨烯的比表面积为2400m2/g，电导率为800S/m。
（2）在混合物中加入混合物总质量14%的水，搅拌均匀后再在搅拌条件下缓慢加入混合物总质量10%的密度为1.4g/cm3的硫酸，搅拌20分钟后冷却至35℃，得到铅碳电池正极铅膏。
本实施例所述铅碳电池正极铅膏，原料包括：铅粉89份、硫酸10.44份、石墨烯10份、四碱式硫酸铅2.8份、硫酸亚钴0.8份、硫酸镁1.7份、涤纶纤维0.09份，所述四碱式硫酸铅的粒径为10μm，所述石墨烯的比表面积为2400m2/g，电导率为800S/m。
一种铅碳电池正极板的制备方法，包括如下步骤：
（3）选用铅合金板作为正极板栅，将步骤（2）制得的铅碳电池正极铅膏均匀地涂覆到正极板栅上，控制涂层的厚度为1mm，将涂覆了铅碳电池正极铅膏的正极板栅放入真空干燥箱中，以75℃烘干固化2小时，得到铅碳电池正极板。
本实施例所述铅碳电池正极板，包括正极板栅及涂覆固化在正极板栅上的铅碳电池正极铅膏，所述铅碳电池正极铅膏为步骤（2）制得的铅碳电池正极铅膏。
一种铅碳电池，包括上述铅碳电池正极板，具体制备方案为：
选择步骤（3）制备的铅碳电池正极板，以铅负极板为铅碳电池负极板，PE隔膜作为铅碳电池隔膜，以密度为1.18g/cm3的硫酸溶液作为电解液，以市售的相应大小的电池壳为铅碳电池底壳，按照铅碳电池正极板-铅碳电池隔膜-铅碳电池负极板自上而下地组装到铅碳电池底壳上，再往铅碳电池底壳中注入电解液，最后封装成铅碳电池。
实施例八
一种铅碳电池正极铅膏的制备方法，包括如下步骤：
（1）称取铅粉90份、石墨烯10份、粒径为10μm的四碱式硫酸铅3份、硫酸亚钴1份、硫酸镁2份、涤纶纤维0.09份，倒入到容器中，搅拌均匀得到混合物；所述石墨烯的比表面积为2800m2/g，电导率为1000S/m。
（2）在混合物中加入混合物总质量15%的水，搅拌均匀后再在搅拌条件下缓慢加入混合物总质量10%的密度为1.4g/cm3的硫酸，搅拌20分钟后冷却至30℃，得到铅碳电池正极铅膏。
本实施例所述铅碳电池正极铅膏，原料包括：铅粉90份、硫酸10.6份、石墨烯10份、四碱式硫酸铅3份、硫酸亚钴1份、硫酸镁2份、涤纶纤维0.09份，所述四碱式硫酸铅的粒径为10μm，所述石墨烯的比表面积为2800m2/g，电导率为1000S/m。
一种铅碳电池正极板的制备方法，包括如下步骤：
（3）选用铅合金板作为正极板栅，将步骤（2）制得的铅碳电池正极铅膏均匀地涂覆到正极板栅上，控制涂层的厚度为1.8mm，将涂覆了铅碳电池正极铅膏的正极板栅放入真空干燥箱中，以80℃烘干固化1小时，得到铅碳电池正极板。
本实施例所述铅碳电池正极板，包括正极板栅及涂覆固化在正极板栅上的铅碳电池正极铅膏，所述铅碳电池正极铅膏为步骤（2）制得的铅碳电池正极铅膏。
一种铅碳电池，包括上述铅碳电池正极板，具体制备方案为：
选择步骤（3）制备的铅碳电池正极板，以铅负极板为铅碳电池负极板，PE隔膜作为铅碳电池隔膜，以密度为1.18g/cm3的硫酸溶液作为电解液，以市售的相应大小的电池壳为铅碳电池底壳，按照铅碳电池正极板-铅碳电池隔膜-铅碳电池负极板自上而下地组装到铅碳电池底壳上，再往铅碳电池底壳中注入电解液，最后封装成铅碳电池。
对比实施例
市售普通的铅酸电池，该电池以PbO2板作为正极板，以铅负极板为负极板，PE隔膜作为电池隔膜，以密度为1.18g/cm3的硫酸溶液作为电解液，以市售的相应大小的电池壳为电池底壳，按照正极-隔膜-负极自上而下地组装到电池壳上，再往电池壳体中注入电解液，最后封装成铅酸电池。
效果实施例
测试实施例一～八和对比实施例所制得的铅碳电池的功率密度和循环寿命，可以理解的是，功率密度为铅碳电池的最大输出功率与电池重量的比值，输出功率为电流与电压的乘积，因而比功率的测试只需要测得铅碳电池的电流、电压与重量即可计算出；循环寿命的测试则采用大电流充放电试验，具体操作为先在5A电流下将电池放电到1V，再在1A下电流下充电5小时，最后测试电池的容量，如此循环测试，直至电池容量为初始容量的80%时，停止测试，对比寿命循环次数。测试结果见表1。
功率密度（W/kg） 循环寿命（次）
对比实施例 300 500
实施例一 550 5230
实施例二 542 4930
实施例三 549 5380
实施例四 562 4760
实施例五 573 4630
实施例六 602 5420
实施例七 594 5550
实施例八 583 4780
从表1可以看出，本发明所述铅碳电池的功率密度比普通铅酸电池大80%以上；循环寿命为普通的铅酸电池的9～11倍。
图1是普通的铅酸电池与实施例一所制备的铅碳电池在大电流充放电试验下循环次数与容量保有率的关系图。从图1可以看出，对比实施例所述的普通的铅酸电池在循环500次以后，其电池容量降为初始容量的80%，而实施一所述制备的铅碳电池在循环5000次后，其电池容量才仍未降到初始容量的80%，提示在铅碳电池正极铅膏中添加石墨烯与粒径5～10μm的四碱式硫酸铅，可以延长了铅碳电池的使用寿命。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种铅碳电池正极铅膏，其特征在于，所述铅碳电池正极铅膏的原料包括：铅粉85~90份、硫酸7.24～10.6份、石墨烯4~10份、四碱式硫酸铅1~3份、硫酸亚钴0.1~1份、硫酸镁0.3~2份、涤纶纤维0.07~0.09份，所述四碱式硫酸铅的粒径为5～10μm。
2.如权利要求1所述的铅碳电池正极铅膏，其特征在于，所述硫酸的密度为1.1~1.4g/cm3。
3.如权利要求1所述的铅碳电池正极铅膏，其特征在于，所述石墨烯的比表面积为900~3000m2/g，电导率为10~1000S/m。
4.如权利要求1所述的铅碳电池正极铅膏，其特征在于，所述石墨烯的比表面积为2000～3000m2/g，电导率为900~1000S/m。
5.一种铅碳电池正极铅膏的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
取铅粉85~90份、石墨烯4~10份、四碱式硫酸铅1~3份、硫酸亚钴0.1~1份、硫酸镁0.3~2份、涤纶纤维0.07~0.09份，倒入到容器中，搅拌均匀得到混合物；所述四碱式硫酸铅的粒径为5～10μm；
在所述混合物中加入所述混合物总质量10～15%的水，搅拌均匀后再在搅拌条件下缓慢加入所述混合物总质量8～10%的硫酸，搅拌10～20分钟后冷却至20～45℃，得到铅碳电池正极铅膏。
6.如权利要求5所述的铅碳电池正极铅膏的制备方法，其特征在于，所述石墨烯的比表面积为900~3000m2/g，电导率为10~1000S/m。
7.如权利要求5所述的铅碳电池正极铅膏的制备方法，其特征在于，所述石墨烯的比表面积为2000～3000m2/g，电导率为900~1000S/m。
8.如权利要求5所述的铅碳电池正极铅膏的制备方法，其特征在于，所述硫酸的密度为1.1~1.4g/cm3。
9.一种铅碳电池正极板，包括正极板栅及涂覆固化在正极板栅上的铅碳电池正极铅膏，其特征在于，所述铅碳电池正极铅膏是通过权利要求5～8任意一项所述制备方法制得的。
10.一种铅碳电池，其特征在于，所述铅碳电池包括权利要求9所述的铅碳电池正极板。
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