CN104600270B - 铅碳蓄电池负极材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种铅碳蓄电池负极材料及其制备方法，该材料由第一组分和第二组分混合搅拌而成；第一组分由以下成分按照质量配比组成：铅粉32～35%；磷酸0.6～1.0%；碳纳米管0.3～0.5%；活性炭1.6～2.2%；硫酸镁0.3～0.5%；石蜡油0.3～0.6%；去离子水 60.2～64.5%；第二组分由以下成分按照质量配比组成：二氧化硅50‑55%；碳纳米管1.3‑2.5%；柠檬酸7.8‑9.6%；去离子水33.2‑39%。本发明提供的铅碳蓄电池负极材料及其制备方法具有良好的高倍率性能，且使用寿命长，容量高。

Description

铅碳蓄电池负极材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种铅碳蓄电池负极材料及其制备方法，属于蓄电池领域。
背景技术
铅酸蓄电池，指电极主要由铅及其氧化物制成，电解液是硫酸溶液的一种蓄电池。铅酸蓄电池凭借其电压稳定、价格便宜等优点，得到了较为广泛的应用。但铅酸蓄电池也的缺点也较为明显，例如：比能量偏低、循环寿命不长、容易热失控、电池笨重、高倍率放电效率低、低温对电池性能影响大(零下30度低温失去充电和放电能力)、高温容易失效等。
因此有必要设计一种铅碳蓄电池负极材料及其制备方法，以克服上述问题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术之缺陷，提供了一种使用寿命长，容量高，具有高倍率性能的铅碳蓄电池负极材料及其制备方法。
本发明是这样实现的：
本发明提供一种铅碳蓄电池负极材料，该材料由第一组分和第二组分混合搅拌而成；
所述第一组分由以下成分按照质量配比组成：
所述第二组分由以下成分按照质量配比组成：
进一步地，所述第一组分和第二组分混合比例关系为：(4.5-5.0)：(1-1.2)。
进一步地，所述第一组分的铅粉中，含有Pb 20～30％和PbO 70～80％。
进一步地，所述第一组分的磷酸的浓度为95～98％。
进一步地，所述第一组分由以下成分组成：铅粉1000-1085g，磷酸20-30g，碳纳米管10-15g，活性炭50-70g，硫酸镁10-15g，石蜡油10-20g，去离子水1922-2000g；
所述第二组分由以下成分组成：二氧化硅200-211g，碳纳米管5-10g，柠檬酸30-36g，去离子水128-150g。
本发明还提供一种铅碳蓄电池负极材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一(步骤一、二没有先后顺序之分)：制备第一组分，将铅粉、磷酸、碳纳米管和活性炭、硫酸镁和石蜡油混合，再加入去离子水制成溶液，并加热一段时间以确保分散均匀，制成第一组分；其中，所述第一组分中各成份的质量配比为：
步骤二：制备第二组分，将二氧化硅、碳纳米管和柠檬酸混合，并加入去离子水，制成第二组分；其中，所述第二组分中各成份的质量配比为：
步骤三：将第一组分和第二组分按(4.5-5.0)：(1-1.2)比例混合得到凝胶；
步骤四：将步骤三中的溶液经加热干燥，并研磨成粉末；
步骤五：将粉末继续加热并搅拌，即可得到纳米级的负极铅碳电极材料。
进一步地，在步骤一中，加热溶液时，加热温度为90～95℃，加热互溶时间为1～2小时。
进一步地，在步骤四中，溶液的干燥温度为170～190℃，干燥时间为3-6小时。
进一步地，在步骤五中，对粉末的加热温度为200～270℃，热处理时间为3～4小时。
本发明具有以下有益效果：
本发明提供的铅碳蓄电池负极材料及其制备方法，提高了负极材料与极板的粘结性，经100次循环充放电后从极板上无脱落现象；电池的容量提高了10％～30％；电池的高倍率循环寿命提高了50－60％；电池高倍率性能提高50％。因此，本发明提供的铅碳蓄电池负极材料制备的铅碳蓄电池，具有良好的高倍率性能，且使用寿命长，容量高。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供一种铅碳蓄电池负极材料，该材料由第一组分和第二组分混合搅拌而成；
所述第一组分由以下成分按照质量配比组成：
所述第二组分由以下成分按照质量配比组成：
其中，所述第一组分和第二组分混合比例关系为：(4.5-5.0)：(1-1.2)。
在本实施例中，第一组分的铅粉中，含有Pb 20～30％和PbO 70～80％。实验数据证明，满足上述条件的铅粉，最适合本发明的铅碳蓄电池负极材料，生产的铅碳蓄电池其性能最佳。当然，这仅是本发明的一个具体实施例，本发明的铅粉的具体成分并不仅限于此。第一组分的铅粉中，所述第一组分的磷酸的浓度为95～98％。实验数据证明，满足上述条件的磷酸的浓度，最适合本发明的铅碳蓄电池负极材料，生产的铅碳蓄电池其性能最佳。
本发明还提供一种铅碳蓄电池负极材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一(步骤一、二没有先后顺序之分)：制备第一组分，将铅粉、磷酸、碳纳米管和活性炭、硫酸镁和石蜡油混合，再加入去离子水制成溶液，并加热一段时间以确保分散均匀，制成第一组分，其中，加热溶液时，加热温度为90～95℃，加热互溶时间为1～2小时。所述第一组分中各成份的质量配比为：
步骤二：制备第二组分，将二氧化硅、碳纳米管和柠檬酸混合，并加入去离子水，制成第二组分；其中，所述第二组分中各成份的质量配比为：
步骤三：将第一组分和第二组分按(4.5-5.0)：(1-1.2)比例混合得到凝胶；
步骤四：将步骤三中的溶液经加热干燥，并研磨成粉末，其中，溶液的干燥温度为170～190℃，干燥时间为3-6小时。
步骤五：将粉末继续加热并搅拌，其中，对粉末的加热温度为200～270℃，热处理时间为3～4小时，最后即可得到纳米级的负极铅碳电极材料。
为了研究其性能，按以下具体质量配比，制备了四份相同的铅碳蓄电池负极材料，每份负极材料的组成如下：
包括3100g的第一组分和385g的第二组分；所述第一组分由以下成分组成：铅粉1000-1085g，磷酸20-30g，碳纳米管10-15g，活性炭50-70g，硫酸镁10-15g，石蜡油10-20g，去离子水1922-2000g；所述第二组分由以下成分组成：二氧化硅200-211g，碳纳米管5-10g，柠檬酸30-36g，去离子水128-150g。
利用上述负极材料制备了铅碳蓄电池，分别为1#电池、2#电池、3#电池和4#电池。上述四组电池以及传统铅酸蓄电池一同在条件下，做倍率3C放电实验，其实验数据分别如表一至四所示。
1#电池，高倍率3C放电对比数据，如表一所示。
高倍率铅酸蓄电池 传统铅酸蓄电池
3C放电时间(min) 12 8
放电电流(A) 150 150
终止电压(V) 9.60 9.60
循环寿命(次) 450 300
表一
2#电池，高倍率3C放电对比数据，如表二所示。
高倍率铅酸蓄电池 传统铅酸蓄电池
3C放电时间(min) 12.6 8.2
放电电流(A) 150 150
终止电压(V) 9.60 9.60
循环寿命(次) 466 310
表二
3#电池，高倍率3C放电对比数据，如表三所示。
高倍率铅酸蓄电池 传统铅酸蓄电池
3C放电时间(min) 11.8 7.88
放电电流(A) 150 150
终止电压(V) 9.60 9.60
循环寿命(次) 453 307
表三
4#电池，高倍率3C放电对比数据，如表四所示。
高倍率铅酸蓄电池 传统铅酸蓄电池
3C放电时间(min) 13 8.2
放电电流(A) 150 150
终止电压(V) 9.60 9.60
循环寿命(次) 462 311
表四
由表一至四的数据可以看出，本发明提供的铅碳蓄电池负极材料，提高了负极材料与极板的粘结性，经100次循环充放电后从极板上无脱落现象；电池的容量提高了10％～30％；电池的高倍率循环寿命提高了50－60％；电池高倍率性能提高50％。因此，本发明提供的铅碳蓄电池负极材料制备的铅碳蓄电池，具有良好的高倍率性能，且使用寿命长，容量高。
经实验验证，利用上述方法制备的耐高温铅碳蓄电池正极材料，稳定性得到了极大的提高，利用制得的正极材料制备的铅碳蓄电池，具有良好的高倍率性能，相比于传统的铅碳蓄电池，其在高倍率3C放电容量和放电循环寿命均得到提高。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种铅碳蓄电池负极材料，其特征在，该材料由第一组分和第二组分混合搅拌而成；
所述第一组分由以下成分按照质量配比组成：
所述第二组分由以下成分按照质量配比组成：
所述第一组分和第二组分混合比例关系为：(4.5-5.0)：(1-1.2)。
2.如权利要求1所述的铅碳蓄电池负极材料，其特征在于：所述第一组分的铅粉中，含有Pb 20～30％和PbO 70～80％。
3.如权利要求1所述的铅碳蓄电池负极材料，其特征在于：所述第一组分的磷酸的浓度为95～98％。
4.如权利要求1至3任一项所述的铅碳蓄电池负极材料，其特征在于：
所述第一组分由以下成分组成：铅粉1000-1085g，磷酸20-30g，碳纳米管10-15g，活性炭50-70g，硫酸镁10-15g，石蜡油10-20g，去离子水1922-2000g；
所述第二组分由以下成分组成：二氧化硅200-211g，碳纳米管5-10g，柠檬酸30-36g，去离子水128-150g。
5.一种铅碳蓄电池负极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：步骤一、二没有先后顺序之分，制备第一组分，将铅粉、磷酸、碳纳米管和活性炭、硫酸镁和石蜡油混合，再加入去离子水制成溶液，并加热一段时间以确保分散均匀，制成第一组分；其中，所述第一组分中各成份的质量配比为：
步骤二：制备第二组分，将二氧化硅、碳纳米管和柠檬酸混合，并加入去离子水，制成第二组分；其中，所述第二组分中各成份的质量配比为：
步骤三：将第一组分和第二组分按(4.5-5.0):(1-1.2)比例混合得到凝胶；
步骤四：将步骤三中的溶液经加热干燥，并研磨成粉末；
步骤五：将粉末继续加热并搅拌，即可得到纳米级的负极铅碳电极材料。
6.如权利要求5所述的铅碳蓄电池负极材料的制备方法，其特征在于：在步骤一中，加热溶液时，加热温度为90～95℃，加热互溶时间为1～2小时。
7.如权利要求5所述的铅碳蓄电池负极材料的制备方法，其特征在于：在步骤四中，溶液的干燥温度为170～190℃，干燥时间为3-6小时。
8.如权利要求5所述的铅碳蓄电池负极材料的制备方法，其特征在于：在步骤五中，对粉末的加热温度为200～270℃，热处理时间为3～4小时。
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CN102339991B (zh) * 2011-10-18 2013-11-27 山东大学 一种铅碳电池负极板及其制备方法
CN103811752A (zh) * 2012-11-13 2014-05-21 海洋王照明科技股份有限公司 铅碳电池负极铅膏及其制备方法、铅碳电池负极板与铅碳电池
CN103035908A (zh) * 2012-12-04 2013-04-10 山东圣阳电源科技有限公司 一种动力型铅酸蓄电池用负极板铅膏配制方法
CN103633319A (zh) * 2013-11-27 2014-03-12 山东圣阳电源股份有限公司 一种动力型管式牵引铅酸蓄电池负极板铅膏配方及其制备方法

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