CN105047939A

CN105047939A - 一种铅酸电池用改性短纤的制备方法及包含该改性短纤的负极板

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Publication number: CN105047939A
Application number: CN201510317253.6A
Authority: CN
Inventors: 张校刚; 杨高梁; 丁兵; 窦辉; 佟浩
Original assignee: Nanjing University of Aeronautics and Astronautics
Current assignee: Nanjing University of Aeronautics and Astronautics
Priority date: 2015-06-10
Filing date: 2015-06-10
Publication date: 2015-11-11
Anticipated expiration: 2035-06-10
Also published as: CN105047939B

Abstract

本发明提供一种铅酸电池用改性短纤的制备方法及包含该改性短纤的负极板，将导电聚合物包覆在短纤的表面，以改善其导电性。本发明有望解决现有铅酸电池活性物质利用率低以及在高倍率部分荷电状态下循环寿命短的问题，同时提高短纤在铅膏中的添加比例，使铅酸电池的循环性能得到进一步提升。短纤在铅酸电池的工业生产中是一种重要的添加剂，由于其不导电，使其在铅膏中的添加量较少。本发明利用原位聚合的方法将导电聚合物包覆在短纤的表面，大幅度改善了其导电性。这种改性短纤添加于铅酸电池负极铅膏中，可提高电池极板的容量和活性物质的利用率，并且能大幅度提高电池在高倍率部分荷电状态(HRPSoC)下的循环寿命。

Description

一种铅酸电池用改性短纤的制备方法及包含该改性短纤的负极板

技术领域：

本发明涉及一种铅酸电池用改性短纤的制备方法及包含该改性短纤的负极板，其属于化学电源领域。

背景技术：

铅酸电池具有原料易得、价格低廉、安全性好、废旧电池回收率高等特点，这使其在世界范围内的产量产值上仍占据着各种电源技术的首位。然而，与锂电池、镍氢电池等相比，铅酸电池的比能量较低，这大大限制了其作为动力电池在电动汽车等领域的应用。铅酸电池比能量低的主要原因是正负极活性物质利用率较低，即活性物质Pb以及PbO₂无法得到充分利用。在循环过程中，正负极活性物质利用率主要受两方面因素的影响，一是极板中电解液的传输，二是极板中活性物质的导电性。

为了提高极板中活性物质的利用率，比较有效的方式是利用一些多孔添加剂来提升极板的孔隙率，加强电解液在极板中的传输；或是利用一些导电添加剂来提升活性物质的导电性，完善极板的导电网络。McAllister等利用具有多孔结构的硅藻土作为添加剂增加电解液渗透到活性物质中的孔道，使正极活性物质的利用率提高了12.7％；Edwards课题组分别利用空心玻璃微球(HGMs)、多孔空心玻璃微球(PHGMs)和包覆了PbO₂的空心玻璃微球作为添加剂，结合实验以及理论模拟的方法探究了非导电和导电添加剂的添加模式对正极活性物质利用率的影响。还有人将CMC作为添加剂添加到正极中，CMC能增强极板的吸水性，提升极板的初始容量和孔隙率，但由于CMC会吸水膨胀以及被氧化，使极板的机械性能变差，这样将导致电池的循环性能变差。

在铅酸电池的工业生产中，短纤是一种重要的添加剂，它直接添加到铅酸电池的正负极铅膏中，增加极板的机械强度，防止循环过程中活性物质的脱落，从而提高电池的循环性能。短纤适量添加时有利于电解液的扩散，可以提升极板的孔隙率，从而提升电池的容量；而由于短纤不导电，添加量过多时对电池性能会有不利的影响，因此在工业生产中，短纤在铅膏中的添加比例较小。为了改善短纤的导电性，使其不影响极板中活性物质的导电网络，我们考虑利用化学氧化法在短纤表面包覆导电聚合物，以此来改善短纤的导电性。由于短纤导电性的改善，可以在原来工业生产的基础上增大添加的比例，既可以提高极板的强度又不会有原先短纤添加过多带来的破坏活性物质导电网络的问题，从而提升铅酸电池的循环性能。

发明内容：

本发明为了解决现有铅酸电池比能量低以及循环稳定性差的问题，提供一种铅酸电池用改性短纤的制备方法及包含该改性短纤的负极板，能够大幅度提升短纤的导电性，从而提高极板中活性物质的利用率以及高倍率部分荷电状态下的循环寿命。

本发明采用如下技术方案：一种铅酸电池用改性短纤的制备方法，其包括如下步骤：

1)将工业用短纤分散于浓度为1～5mol/L的质子酸溶液中，超声搅拌，使短纤分散均匀；

2)将一定量的聚合物单体加入到上述混合物中，在冰水浴中搅拌1～10h，聚合物单体与短纤的质量比为10:1～10；将与聚合物单体等摩尔的过硫酸铵(APS)溶于浓度为1～5mol/L的质子酸溶液中，采用滴加的方式逐滴滴入，滴加结束后，继续搅拌，聚合过程在0℃下搅拌12～36h；

3)反应结束后，进行真空抽滤，用蒸馏水反复冲洗，在60℃下干燥，得到改性短纤。

进一步地，所述步骤1)和2)中的质子酸为硫酸、盐酸、高氯酸、对甲基苯磺酸等其中的一种。

进一步地，所述步骤1)和2)中的聚合物单体为苯胺、吡咯、噻吩等其中的一种。

本发明还采用如下技术方案：一种包含改性短纤的负极板，其包含以下组份：铅粉、硫酸溶液、硫酸钡、木素、腐殖酸、蒸馏水、乙炔黑、石墨、改性短纤，其中，硫酸溶液质量是铅粉质量的4％～18％；硫酸钡质量是铅粉质量的0.1％～3.0％；木素质量是铅粉质量的0.1％～2.0％；腐殖酸质量是铅粉质量的0.1％～2.0％；蒸馏水质量是铅粉质量的5％～20％；乙炔黑质量是铅粉质量的0.1％～2.5％；石墨质量是铅粉质量的0.1％～2.5％；改性短纤质量是铅粉质量的0.01％～3.0％。

进一步地，所述改性短纤质量是铅粉质量的0.1％～2.0％。

进一步地，所述改性短纤质量是铅粉质量的0.2％～1.5％。

进一步地，所述铅粉氧化度为78％。

进一步地，所述硫酸溶液密度为1.4g/mL。

本发明具有如下有益效果：

1、本发明制备工艺比较简单，生产周期短，易于工业化生产，并且在制备过程中无需高温处理，使得设备投资很少，是一种低投入，低能耗，高产出的新技术项目；

2、本发明制备的改性短纤能够很好的改善工业用短纤的导电性，有利于极板上活性物质导电网络的构建，从而能够提升铅酸电池的容量和活性物质利用率；

3、短纤导电性的提升能在原有铅酸电池生产工艺的基础上提高短纤的添加量，这样可以进一步提高极板的机械强度而又不会有原先短纤添加过多带来的破坏活性物质导电网络的问题，从而可以大幅度的改善铅酸电池的循环稳定性；

4、采用本发明制备的负极板组装的电池充放电性能良好，循环寿命性能优越，在高倍率部分荷电状态(HRPSoC)下的循环次数能达到3498次，是普通铅酸电池的2倍多，性能提高的非常明显，适合应用在混合电动汽车上。

附图说明：

图1为本发明反应原理图。

图2为实施例1和实施例4～7得到的改性短纤的电导率曲线。

图3为未处理短纤和实施例5和实施例7得到的改性短纤的SEM图。

图4为实施例8得到的电池的倍率和利用率图。

图5为实施例8～11得到的电池在不同放电倍率下容量和活性物质利用率的比较。

图6为实施例10制得的电池与对比实施例1和对比实施例2制得的电池在0.5C下的循环稳定性比较。

图7为实施例10制得的电池与对比实施例1制得的电池在不同放电倍率下容量和活性物质利用率的比较。

图8为实施例10制得的电池与对比实施例1制得的电池在高倍率部分荷电状态(HRPSoC)下的循环次数比较。

具体实施方式：

本发明铅酸电池用改性短纤的制备方法，包括如下步骤：

其中步骤1)和2)中的质子酸为硫酸、盐酸、高氯酸、对甲基苯磺酸等其中的一种。

其中步骤1)和2)中的聚合物单体为苯胺、吡咯、噻吩等其中的一种。

本发明还提供一种包含通过上述制备方法制得的改性短纤的负极板，其包括以下组份：铅粉、硫酸溶液、硫酸钡、木素、腐殖酸、蒸馏水、乙炔黑、石墨、改性短纤，其中，硫酸溶液质量是铅粉质量的4％～18％；硫酸钡质量是铅粉质量的0.1％～3.0％；木素质量是铅粉质量的0.1％～2.0％；腐殖酸质量是铅粉质量的0.1％～2.0％；蒸馏水质量是铅粉质量的5％～20％；乙炔黑质量是铅粉质量的0.1％～2.5％；石墨质量是铅粉质量的0.1％～2.5％；改性短纤质量是铅粉质量的0.01％～3.0％。

其中铅粉氧化度为78％，硫酸溶液密度为1.4g/mL。

将上述所有配料按照一般的工艺进行和膏，铅膏视密度控制在4.2～4.5g/cm³，即可得到负极铅膏。将上述制得的负极铅膏涂覆在负极板栅上，并按照常规方法进行固化和化成，即可制得负极板。

本发明利用化学氧化法将导电聚合物包覆在短纤表面，以此改善其导电性，为了方便解释本发明的反应机理，下面以聚苯胺为例来具体阐述。如图1所示，将短纤分散在质子酸溶液中，以过硫酸铵为引发剂，可以将苯胺单体以原位聚合的方式包覆在短纤表面。通过这种简单的方法可以得到聚苯胺改性的短纤，其能够提升极板中活性物质的利用率以及高倍率部分荷电状态下的循环寿命。由于短纤导电性得以改善，可以在原有工业添加的基础上进一步提升添加的比例，进一步的提升极板的机械强度，防止循环过程中极板上活性物质的脱落；同时也解决了原先短纤添加过多带来的活性物质导电网络破坏的问题，可以进一步的提升电池的循环性能。

以下通过具体的实施例对本发明的上述内容作进一步详细说明，但不应将此理解为本发明的内容仅限于下述实例。

实施例1

本实施例的改性短纤的制备方法为：<1>将工业用短纤分散于1mol/L的硫酸溶液中，超声搅拌，使短纤分散均匀；<2>将一定量的苯胺单体加入到上述混合物中，在冰水浴中搅拌2h，苯胺单体与短纤的质量比为10:2；将与苯胺单体等摩尔的过硫酸铵(APS)溶于1mol/L的硫酸溶液中，采用滴加的方式滴入，滴加结束后，继续搅拌，聚合过程在0℃下搅拌24h；<3>反应结束后，进行真空抽滤，用蒸馏水反复冲洗，在60℃下干燥，得到改性短纤。

实施例2

本实施例的改性短纤的制备方法为：<1>将工业用短纤分散于2mol/L的硫酸溶液中，超声搅拌，使短纤分散均匀；<2>将一定量的苯胺单体加入到上述混合物中，在冰水浴中搅拌5h，苯胺单体与短纤的质量比为10:4；将与苯胺单体等摩尔的过硫酸铵(APS)溶于2mol/L的硫酸溶液中，采用滴加的方式滴入，滴加结束后，继续搅拌，聚合过程在0℃下搅拌36h；<3>反应结束后，进行真空抽滤，用蒸馏水反复冲洗，在60℃下干燥，得到改性短纤。

实施例3

本实施例的改性短纤的制备方法为：<1>将工业用短纤分散于5mol/L的硫酸溶液中，超声搅拌，使短纤分散均匀；<2>将一定量的苯胺单体加入到上述混合物中，在冰水浴中搅拌10h，苯胺单体与短纤的质量比为10:2；将与苯胺单体等摩尔的过硫酸铵(APS)溶于5mol/L的硫酸溶液中，采用滴加的方式滴入，滴加结束后，继续搅拌，聚合过程在0℃下搅拌12h；<3>反应结束后，进行真空抽滤，用蒸馏水反复冲洗，在60℃下干燥，得到改性短纤。

实施例4

本实施例与实施例1不同的地方在于苯胺单体与短纤的质量比为10:4，其余与实施例1相同。

实施例5

本实施例与实施例1不同的地方在于苯胺单体与短纤的质量比为10:6，其余与实施例1相同。

实施例6

本实施例与实施例1不同的地方在于苯胺单体与短纤的质量比为10:8，其余与实施例1相同。

实施例7

本实施例与实施例1不同的地方在于苯胺单体与短纤的质量比为10:10，其余与实施例1相同。

由于本发明的目的在于通过导电聚合物的包覆对短纤的导电性进行改善，因此可以通过对样品导电性的测试来筛选聚合反应中苯胺单体和短纤的最佳质量比。对实施例1和实施例4～7得到的改性短纤进行电导率的测试，测试方法是将改性短纤压成片，用四探针测试仪测试片的电阻，然后利用游标卡尺测出片的厚度，片的电阻率即为电阻与厚度的乘积，而电导率为电阻率的倒数。所得的电导率如图2所示。

从图2我们可以得出聚合反应中苯胺单体和短纤的最佳质量比为10:6，之后随着苯胺单体质量增加，改性短纤的导电性只是略有增加，这说明苯胺在短纤上聚合到一定量后将达到一种饱和状态，之后得到的聚苯胺只能分散于溶液中，而无法包覆在短纤表面。这个通过对不同质量比改性短纤的SEM图的对比可以证实，如图3所示，苯胺单体与短纤的质量比为10:6时改性短纤(10:6-改性短纤)表面包覆的聚苯胺与质量比为10:10得到的改性短纤(10:10-改性短纤)表面包覆的聚苯胺在形貌和数量上没有很大的区别，这说明苯胺在短纤上聚合到一定量后将达到一种饱和状态，之后继续加大苯胺单体的添加量并不会使改性短纤表面聚苯胺的包覆量得到提升，因此也不会对改性短纤的导电性产生很大的影响。

实施例8

(1)本实施例中改性短纤的制备方法与实施例5的相同。

(2)将负极铅膏所需的配料按照一定的配方进行与配比，其中所需的配料有：氧化度为78％的铅粉；密度为1.4g/mL的硫酸溶液；硫酸钡；木素；腐殖酸；蒸馏水；乙炔黑；石墨；改性短纤。其中，硫酸溶液质量是铅粉质量的10％；硫酸钡质量是铅粉质量的2％；木素质量是铅粉质量的1％；腐殖酸质量是铅粉质量的1％；蒸馏水质量是铅粉质量的10％；乙炔黑质量是铅粉质量的1％；石墨质量是铅粉质量的1％；改性短纤的添加比例为铅粉质量的0.2％。

(3)将所有配料按照一般的工艺进行和膏，铅膏视密度控制在4.2～4.5g/cm³。

(4)将上述制得的负极铅膏涂覆在负极板栅上，并按照常规方法进行固化和化成，即可制得负极板。

(5)性能测试：

A、SEM表征：图3为短纤改性前后的SEM图，其中图a为原始短纤的SEM图，图b和图c为10:6-改性短纤的SEM图，图d为10:10-改性短纤的SEM图。从图中可以看出，没有经过改性处理的短纤表面比较光滑，而改性后的短纤表面包覆了一层纳米纤维状的聚苯胺，这层聚苯胺可以很好的改善短纤的导电性，从而提升极板的性能。而我们对比图b和图d可以看出，两种改性短纤表面的聚苯胺的量没有太大的差别，这说明在聚合过程中苯胺单体的量并不是越多，包覆在短纤表面的聚苯胺就越多，这也与之前所测的电导率曲线相互印证。

B、倍率和利用率：将添加0.2％改性短纤的电池分别在0.1C、0.2C、0.5C、1C、2C和5C倍率下进行循环，得到的结果如图4a所示，根据图4a的结果，可以算出电池在不同倍率下的活性物质利用率(活性物质利用率等于电池放电容量比上电池理论容量)。从图4可以看出，添加0.2％改性短纤的电池在几个不同的放电倍率下的比容量分别为127.3mAhg^-1、122.0mAhg^-1、107.0mAhg^-1、85.5mAhg^-1、62.5mAhg^-1和38.9mAhg^-1，容量衰减比较大，这可能是因为改性短纤的添加量比较少，虽然其导电性得到了较大的提升，但由于添加量的不足，使得很难发挥其应有的效果，因此我们决定加大改性短纤添加的量，直到找出一个最佳的添加比例。

实施例9

(1)本实施例与实施例8不同的是改性短纤的添加比例变为铅粉质量的0.4％，其他方法与参数与实施例8相同。

(2)采用新威BTS系列电池性能测试仪，测得添加0.4％改性短纤的电池在不同倍率下的容量和活性物质利用率。

实施例10

(1)本实施例与实施例8不同的是改性短纤的添加比例变为铅粉质量的0.8％，其他方法与参数与实施例8相同。

(2)采用新威BTS系列电池性能测试仪，测得添加0.8％改性短纤的电池在不同倍率下的容量和活性物质利用率。

实施例11

(1)本实施例与实施例8不同的是改性短纤的添加比例变为铅粉质量的1.5％，其他方法与参数与实施例8相同。

(2)采用新威BTS系列电池性能测试仪，测得添加1.5％改性短纤的电池在不同倍率下的容量和活性物质利用率。

将实施例8至实施例11得到的电池在不同倍率下的容量和活性物质利用率进行比较，得到的结果如图5所示，从图中可以看出本发明所得的改性短纤在负极中的最佳的添加比例约为0.8％，添加0.8％改性短纤的电池在不同的放电倍率下的活性物质利用率都是最优的。同时从图中还可以看出改性短纤的添加量并不是越多越好，这是因为如果在铅膏中添加过多的改性短纤，虽然不会破坏极板中活性物质导电网络，但从我们制备极板的过程中所看，短纤添加过多会使得铅膏的填涂变得困难，影响极板后续固化和化成的效果，从而使得电池的性能受到很大的影响。

根据实施例8～11的实验结果，可以得到改性短纤在负极中的最佳添加比例约为铅粉质量的0.8％，因此将这个比例作为后续几个实施例的添加标准，并将添加这个比例的改性短纤组装的电池与对比例组装的电池进行性能上的对比。

实施例12

(1)本实施例的改性短纤的制备方法为：<1>将工业用短纤分散于1mol/L的盐酸溶液中，超声搅拌，使短纤分散均匀；<2>将一定量的吡咯单体加入到上述混合物中，在冰水浴中搅拌2h，吡咯单体与短纤的质量比为10:2；将与吡咯单体等摩尔的过硫酸铵(APS)溶于1mol/L的盐酸溶液中，采用滴加的方式滴入，滴加结束后，继续搅拌，聚合过程在0℃下搅拌24h；<3>反应结束后，进行真空抽滤，用蒸馏水反复冲洗，在60℃下干燥，得到改性短纤。

(2)将负极铅膏所需的配料按照一定的配方进行配比，其中所需的配料有：氧化度为78％的铅粉；密度为1.4g/mL的硫酸溶液；硫酸钡；木素；腐殖酸；短纤；蒸馏水；乙炔黑；石墨；改性短纤。其中改性短纤的添加比例为铅粉质量的0.8％。

(4)将上述制得的负极铅膏涂覆在负极板栅上，并按照常规方法进行固化和化成，制得负极板。

实施例13

本实施例与实施例12不同的地方在于质子酸变为对甲基苯磺酸，吡咯单体与短纤的质量比变为10:4，其余与实施例12相同。

实施例14

本实施例与实施例12不同的地方在于聚合物单体变为噻吩，质子酸浓度变为5mol/L，在冰水浴中搅拌6h，其余与实施例12相同。

实施例15

本实施例与实施例12不同的地方在于质子酸浓度变为2mol/L，在冰水浴中中搅拌10h，聚合过程在0℃下搅拌12h，其余与实施例12相同。

实施例16

本实施例与实施例12不同的地方在于质子酸变为硫酸，质子酸浓度变为5mol/L，聚合过程在0℃下搅拌36h，其余与实施例12相同。

下面通过与对比实施例的比较来进一步说明本发明的效果。

对比实施例1

(1)将负极铅膏所需的配料按照一定的配方进行配比，其中所需的配料有：氧化度为78％的铅粉；密度为1.4g/mL的硫酸溶液；硫酸钡；木素；腐殖酸；蒸馏水；乙炔黑；石墨；短纤。其中所用的短纤为标准的工业用短纤，未经任何的改性处理。由于在铅酸电池的生产过程中短纤的添加量一般为0.1％～0.2％，因此为了体现本发明对电池性能的改善效果，我们将对比例中短纤的添加量定为0.2％。

(2)将上述配料按照一般的工艺进行和膏，铅膏视密度控制在4.2～4.5g/cm³。

(3)将上述制得的负极铅膏涂覆在负极板栅上，并按照常规方法进行固化和化成，制得负极板。

对比实施例2

(1)将负极铅膏所需的配料按照一定的配方进行配比，其中所需的配料有：氧化度为78％的铅粉；密度为1.4g/mL的硫酸溶液；硫酸钡；木素；腐殖酸；蒸馏水；乙炔黑；石墨；短纤。其中所用的短纤为标准的工业用短纤，未经任何的改性处理。由于对比实施例1中短纤的添加比例0.2％相对与改性短纤的最佳添加比例0.8％相差比较大，为了消除电池性能的提升是由于单纯短纤添加比例提升的可能，我们特别增添了对比实施例2，在对比实施例2中将短纤的添加比例定为0.8％。

(3)将上述制得的负极铅膏涂覆在负极板栅上，并按照常规方法进行固化和化成，制得负极极板。

实验内容

(1)0.5C电流密度下100圈循环电池容量衰减的比较

由于本发明中改性短纤的最佳添加比例0.8％相对于工业生产中添加的比例来说要大，为了消除电池性能的提升是因为单纯短纤添加量的提高的可能，我们将实施例10和对比实施例1、对比实施例2组装的电池进行对比实验。将化成好的3组电池在0.5C电流密度下进行充放电测试，循环圈数定为100圈，测试结果如图6所示，其中，图a为添加0.8％改性短纤的电池，图b为添加0.2％普通短纤的电池，图c为添加0.8％普通短纤的电池。从图中可以看出，添加0.8％改性短纤的电池的初始容量为113.85mAhg^-1，在三组电池中是最高的，并且在循环100圈后，其容量仍能保持在90.35mAhg^-1，容量保持率为79.38％；而添加0.2％普通短纤的电池初始容量为104.84，循环100圈后容量为72.66mAhg^-1，容量保持率为69.61％；添加0.8％普通短纤的电池初始容量为99.97mAhg^-1，循环100圈后容量为64.49mAhg^-1，容量保持率为64.51％。从以上数据可知，添加0.8％改性短纤的电池的性能是最好的，而添加0.8％普通短纤的性能是最差的，甚至比常规的添加0.2％普通短纤的电池的性能还要差。这说明改性短纤的添加能有效的提升电池的容量，并且能有效改善铅酸电池的循环稳定性，提升其容量保持率；而如果未经改性的短纤添加过多的话，由于其不导电的性质，可能会破坏活性物质的导电网络，反而会给电池性能造成不利的影响。因此，我们通过这组对比实验证实了电池性能的提升并不是因为短纤添加量的增加，而是短纤的改性所带来的效果。

(2)在不同放电倍率下电池容量以及活性物质利用率的比较

为了验证改性短纤对电池活性物质利用率的改善，将实施例10和对比实施例1组装的电池进行对比实验添，将这两组电池分别在0.1C、0.2C、0.5C、1C、2C和5C倍率下进行循环，得到的结果如图7a所示。根据图7a的结果，我们算出电池在不同倍率下的活性物质利用率(活性物质利用率等于电池放电容量比上电池理论容量)，两组电池在不同倍率下的活性物质利用率见图7b。从图7中我们可以看出，聚苯胺改性后的短纤能使电池具有更高的容量和活性物质利用率。这是因为聚苯胺是一种导电聚合物，它能够很好地改善短纤的导电性，这样有助于极板中活性物质导电网络的构建，从而能使电池具有更高的容量。电池在低倍率放电(1C以下)时，极板中活性物质的利用率受导电性的影响更大，由于聚苯胺对短纤导电性的改善，因此此时添加改性短纤的电池的利用率明显更高；而在高倍率放电(1C以上)时，活性物质的利用率除了受导电性的影响，还和极板的孔隙率以及电解液的传输速率有关，由于短纤的添加本身就会对极板的孔隙率有一定的提升，随着添加量的增加，提升的效果更明显，因此，在高倍率放电时，添加0.8％改性短纤的电池利用率相对与添加0.2％空白短纤来说提升的效果更好。

(3)电池在高倍率部分荷电状态(HRPSoC)下的性能

电池在HRPSoC下的循环性能体现的是电池在大电流下进行快速充放电的一个能力，这是作为微混HEV动力电池的一个很重要的标准。同样是利用实施例10和对比实施例1组装的电池进行对比实验。将化成好的2组电池充满电，然后以1C电流将电池放电到50％SoC后进行循环寿命测试：2C充电60s，静置60s，2C放电60s，静置60s，电压上限是2.83V，下限是1.83V，测试结果如图8所示。从图中可以看出添加0.8％改性短纤的电池在HRPSoC下的循环次数为3498次，而添加0.2％空白短纤的电池在HRPSoC下的循环次数为1402次，这说明改性短纤的适量添加能大幅度提升电池在HRPSoC下的循环寿命。

本发明具体应用途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式，特别需要说明的是，本发明中制备的改性短纤不仅可以添加到负极中，还非常适合添加于铅酸电池的正极中，可以很好的缓解正极上活性物质的软化脱落等问题。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，还可以作出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种铅酸电池用改性短纤的制备方法，其特征在于：包括如下步骤

2)将一定量的聚合物单体加入到上述混合物中，在冰水浴中搅拌1～10h，聚合物单体与短纤的质量比为10:1～10；将与聚合物单体等摩尔的过硫酸铵溶于浓度为1～5mol/L的质子酸溶液中，采用滴加的方式逐滴滴入，滴加结束后，继续搅拌，聚合过程在0℃下搅拌12～36h；

2.如权利要求1所述的铅酸电池用改性短纤的制备方法，其特征在于：所述步骤1)和2)中的质子酸为硫酸、盐酸、高氯酸、对甲基苯磺酸中的一种。

3.如权利要求1所述的铅酸电池用改性短纤的制备方法，其特征在于：所述步骤1)和2)中的聚合物单体为苯胺、吡咯、噻吩中的一种。

4.一种包含权利要求1至权利要求3中任意一项所述的改性短纤的负极板，其特征在于：包含以下组份：铅粉、硫酸溶液、硫酸钡、木素、腐殖酸、蒸馏水、乙炔黑、石墨、改性短纤，其中，硫酸溶液质量是铅粉质量的4％～18％；硫酸钡质量是铅粉质量的0.1％～3.0％；木素质量是铅粉质量的0.1％～2.0％；腐殖酸质量是铅粉质量的0.1％～2.0％；蒸馏水质量是铅粉质量的5％～20％；乙炔黑质量是铅粉质量的0.1％～2.5％；石墨质量是铅粉质量的0.1％～2.5％；改性短纤质量是铅粉质量的0.01％～3.0％。

5.如权利要求4所述的包含改性短纤的负极板，其特征在于：所述改性短纤质量是铅粉质量的0.1％～2.0％。

6.如权利要求5所述的包含改性短纤的负极板，其特征在于：所述改性短纤质量是铅粉质量的0.2％～1.5％。

7.如权利要求4所述的包含改性短纤的负极板，其特征在于：所述铅粉氧化度为78％。

8.如权利要求4所述的包含改性短纤的负极板，其特征在于：所述硫酸溶液密度为1.4g/mL。