CN105428599B - 一种改性活性炭的长寿命铅炭电池极板的生产方法 - Google Patents

一种改性活性炭的长寿命铅炭电池极板的生产方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105428599B
CN105428599B CN201510813361.2A CN201510813361A CN105428599B CN 105428599 B CN105428599 B CN 105428599B CN 201510813361 A CN201510813361 A CN 201510813361A CN 105428599 B CN105428599 B CN 105428599B
Authority
CN
China
Prior art keywords
activated carbon
lead
modified
acid
parts
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201510813361.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105428599A (zh
Inventor
许文勇
谭乃云
袁朝勇
严学庆
王双印
赵荣兴
王发明
黄桂宝
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JIANGSU OLITER ENERGY TECHNOLOGY Co.,Ltd.
Original Assignee
JIANGSU HAIDESEN ENERGY CO Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by JIANGSU HAIDESEN ENERGY CO Ltd filed Critical JIANGSU HAIDESEN ENERGY CO Ltd
Priority to CN201510813361.2A priority Critical patent/CN105428599B/zh
Publication of CN105428599A publication Critical patent/CN105428599A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105428599B publication Critical patent/CN105428599B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/14—Electrodes for lead-acid accumulators
    • H01M4/16—Processes of manufacture
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
    • H01M4/624—Electric conductive fillers
    • H01M4/625—Carbon or graphite
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

本发明公开了一种改性活性炭的长寿命铅炭电池极板的生产方法，所述极板包括板栅，和涂覆在板栅上的活性材料，所述活性材料由以下重量分数的组份组成：铅粉1000份；水70～150份；硫酸70～150份；改性活性炭30～80份；添加剂30～70份；其中，所述改性活性炭为表面经过羟基键合改性而成。本发明对活性炭进行改性提高了活性炭的亲水性并负载了抑制析氢反应的有机铋，提高了铅炭电池活性铅膏的紧密性和充电性能，降低了铅膏的阻抗，避免充放电过程中活性炭的脱落，大大提高了铅炭电池的循环寿命。

Description

一种改性活性炭的长寿命铅炭电池极板的生产方法
技术领域
本发明属于铅酸蓄电池技术领域，尤其涉及铅炭电池技术。
背景技术
铅酸电池作为新能源电动车的动力来源，因其优良的充放电性能和长寿命受到越来越多的应用，目前，在铅酸电池极板中引入活性炭组分从而形成超级电容的特性，能极大的提高铅炭电池的性能。但是现有的活性炭直接加入到极板中性能提升不大，需要对其进行改性。而活性炭的改性往往伴随着活性炭粉末与液体改性原料混合搅拌，由于活性炭的轻质超微细的具有很大比表面积的粉末，在混合过程中，容易漂浮在原料液表面，且容易团聚，而且在投料时还会形成粉尘飞扬，给工作环境带来不良影响。
发明内容
发明目的：针对上述现有存在的问题和不足，本实用新型的目的是提供了一种铅炭电池极板，。
技术方案：为实现上述发明目的，本实用新型采用以下技术方案：一种改性活性炭的长寿命铅炭电池极板的生产方法，包括以下步骤：
(1)有机铋配合物的制备：在有机酸水溶液中，加入硝酸铋进行脱质子酸碱反应得到有机铋配合物，其中，所述有机酸为乳酸、酒石酸或苹果酸；
(2)活性炭改性：在醇类和硝酸的混合液中，加入上述有机铋配合物溶解并混合均匀，然后在在90～120℃的温度下，投入活性炭并改性反应2h以上，并经过过滤、干燥得到改性活性炭；
(3)铅膏的制备：在铅粉中依次加入水和质量浓度为33.5％的硫酸，并搅拌均匀；再次加入添加剂和改性活性炭，并制成泥巴状的铅膏；铅膏制备过程中的温度为80～90℃；
(4)将铅膏涂覆在板栅上，并在160±10℃温度下烘干；
(5)最后在湿度为98％～99％，温度为75±5℃的条件下固化，并干燥。
作为优选，所述极板为正极极板时，所述添加剂为红丹、短切碳纤维、石墨和腐殖酸的混合物；所述极板为负极时，所述添加剂为短切碳纤维、腐殖酸、栲胶和硫酸钡的混合物。
作为优选，所述醇类为甲醇、乙醇、丁炔二醇或丙三醇。
作为优选，所述改性活性炭的比表面积为3000～4200m2/g，孔容量为1.452～1.720cm3/g,粒径D50为15.3±0.2μm，导电率为0.37～0.40S/cm。
有益效果：与现有技术相比，本发明对活性炭进行改性提高了活性炭的亲水性并负载了抑制析氢反应的有机铋，提高了铅炭电池活性铅膏的紧密性和充电性能，降低了铅膏的阻抗，避免充放电过程中活性炭的脱落，大大提高了铅炭电池的循环寿命。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐明本实用新型，应理解这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围，在阅读了本实用新型之后，本领域技术人员对本实用新型的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
实施例1
活性炭的改性：首先在50g/L的乳酸水溶液中，加入15g/L的强亲和力的硝酸铋的无机铋盐，并与羧酸配体通过脱质子酸碱反应得到有机铋配合物的溶液。然后在浓度为35.5％的40KG硝酸中加入30KG的甲醇，以及15KG的有机铋的配合物并搅拌均匀得到改性溶液，控制温度在90～120℃下，投入改性溶液重量100KG的活性炭浸泡反应2h以上，然后进行真空过滤、干燥得到改性活性炭。
进行检测,改性后的活性炭的比表面积为3852m2/g，孔容量为1.512cm3/g，粒径D50为15.3μm，导电率为0.37S/cm。而改性前的活性炭比表面积为1400m2/g,孔容量为0.7cm3/g，粒径D50为15.2μm。
铅膏的制备：
负极铅膏：在1000份的铅粉中，依次加入120份的33.5％浓度的硫酸(本发明所用硫酸的质量浓度均为33.5％)、80份的纯水、70份的改性活性炭和40份的添加剂。其中添加剂是由12份的短切碳纤维、8份腐殖酸、10份栲胶和10份硫酸钡组成，然后在80～90℃下进行和膏，得到泥巴状的铅膏。
正极铅膏：在1000份的铅粉中，依次加入100份的33.5％浓度的硫酸、100份的纯水、40份的改性活性炭和40份的添加剂.其中添加剂是由12份短切纤维、15份的红丹、15份的石墨和12份的木质素磺酸钠组成。
板栅经过涂膏后，在160±10℃的温度下烘干，然后在98～99％的湿度和75±5℃的条件下固化，即可。
实施例2
活性炭的改性：首先在50g/L的酒石酸水溶液中，加入22g/L的强亲和力的硝酸铋的无机铋盐，并与羧酸配体通过脱质子酸碱反应得到有机铋配合物的溶液。然后在浓度为35.5％的40KG硝酸中加入30KG的甲醇，以及15KG的有机铋的配合物并搅拌均匀得到改性溶液，控制温度在90～120℃下，投入改性溶液重量100KG的活性炭浸泡反应2h以上，然后进行真空过滤、干燥得到改性活性炭。
进行检测,改性后的活性炭的比表面积为4121m2/g，孔容量为1.605cm3/g，粒径D50为15.3μm，导电率为0.37S/cm。而改性前的活性炭比表面积为1400m2/g,孔容量为0.7cm3/g，粒径D50为15.2μm。
铅膏的制备：
负极铅膏：在1000份的铅粉中，依次加入100份的33.5％浓度的硫酸、100份的纯水、70份的改性活性炭和40份的添加剂。其中添加剂是由12份的短切碳纤维、8份腐殖酸、10份栲胶和10份硫酸钡组成，然后在80～90℃下进行和膏，得到泥巴状的铅膏。
正极铅膏：在1000份的铅粉中，依次加入100份的33.5％浓度的硫酸、100份的纯水、40份的改性活性炭和40份的添加剂.其中添加剂是由10份短切纤维、15份的红丹、5份的石墨和10份的木质素磺酸钠组成。
板栅经过涂膏后，在160±10℃的温度下烘干，然后在98～99％的湿度和75±5℃的条件下固化，即可。用本发明铅炭电极制备的铅炭电池与普通铅酸电池相比,1h快速充电接受能力提高22.1％,高倍率部分荷电态(HRPSoC)循环寿命延长41.3％,可达1.5万次。
本发明的创新点有以下几个方面：(1)通过醇类和强酸例如硝酸对活性炭表面进行改性，在活性炭表面键合羟基大大提高了其亲水性，同时有机铋配合物能同时提供了羟基和羧基对活性炭表面进行键合改性，羟基和羧基都具有较强的亲水性且两者之间能形成桥链，进一步提高了活性炭于铅膏其他组份之间的亲和力，从而使得铅膏内部更紧密，与板栅的结合力更强，降低了活性炭充放电过程中的脱落，更降低了铅膏的阻抗，提高了电极的电化学性能和循环寿命；另外稀土铋金属本身能抑制析氢反应，提高了充电效率；(2)相对于现有技术中和膏温度一般小于75℃(防止水分过度消耗)，本发明能在80～90℃下进行和膏而能保持适度的水含量，促进活性炭于铅膏的羟基键合程度，使得铅膏更紧密；
(3)改性活性炭具有高的比表面积和孔容量，具有更强电容器的作用和电化学渗透性能，最终提高了电池的充电性能；(4)活性炭作为导电物质，提高了电极活性物质的导电性。

Claims (3)

1.一种改性活性炭的长寿命铅炭电池极板的生产方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)有机铋配合物的制备：在有机酸水溶液中，加入硝酸铋进行脱质子酸碱反应得到有机铋配合物，其中，所述有机酸为乳酸、酒石酸或苹果酸；
(2)活性炭改性：在醇类和硝酸的混合液中，加入上述有机铋配合物溶解并混合均匀，然后在在90～120℃的温度下，投入活性炭并改性反应2h以上，并经过过滤、干燥得到改性活性炭；
(3)铅膏的制备：在铅粉中依次加入水和质量浓度为33.5％的硫酸，并搅拌均匀；再次加入添加剂和改性活性炭，并制成泥巴状的铅膏；铅膏制备过程中的温度为80～90℃；所述极板为正极极板时，所述添加剂为红丹、短切碳纤维、石墨和腐殖酸的混合物；所述极板为负极时，所述添加剂为短切碳纤维、腐殖酸、栲胶和硫酸钡的混合物；
(4)将铅膏涂覆在板栅上，并在160±10℃温度下烘干；
(5)最后在湿度为98％～99％，温度为75±5℃的条件下固化，并干燥。
2.根据权利要求1所述改性活性炭的长寿命铅炭电池极板的生产方法，其特征在于：所述醇类为甲醇、乙醇、丁炔二醇或丙三醇。
3.根据权利要求1所述改性活性炭的长寿命铅炭电池极板的生产方法，其特征在于：所述改性活性炭的比表面积为3000～4200m2/g，孔容量为1.452～1.720cm3/g,粒径D50为15.3±0.2μm，导电率为0.37～0.40S/cm。
CN201510813361.2A 2015-11-23 2015-11-23 一种改性活性炭的长寿命铅炭电池极板的生产方法 Active CN105428599B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510813361.2A CN105428599B (zh) 2015-11-23 2015-11-23 一种改性活性炭的长寿命铅炭电池极板的生产方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510813361.2A CN105428599B (zh) 2015-11-23 2015-11-23 一种改性活性炭的长寿命铅炭电池极板的生产方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105428599A CN105428599A (zh) 2016-03-23
CN105428599B true CN105428599B (zh) 2018-01-16

Family

ID=55506646

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510813361.2A Active CN105428599B (zh) 2015-11-23 2015-11-23 一种改性活性炭的长寿命铅炭电池极板的生产方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105428599B (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108493448B (zh) * 2018-05-18 2021-06-04 无锡德碳科技股份有限公司 一种铅炭电池负极铅膏、其制备方法、铅炭电池负极极板和铅炭电池
CN111509197B (zh) * 2019-01-31 2021-11-19 山东欧铂新材料有限公司 一种铅炭电池负极用改性活性炭复合材料及其制备方法、铅炭电池
CN112652765B (zh) * 2020-12-21 2021-12-28 超威电源集团有限公司 一种铅酸蓄电池负极铅膏及其制备方法、负极板
CN118073530B (zh) * 2024-03-27 2024-09-13 江苏欧力特能源科技有限公司 一种铅炭电池用添加剂及其制备方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102306784A (zh) * 2011-06-29 2012-01-04 哈尔滨工业大学 具有高析氢电位的改性活性炭及其制备方法和含其的铅酸电池负极铅膏
CN102945981A (zh) * 2012-10-30 2013-02-27 中南大学 一种超级铅酸电池用电解液
CN103887505A (zh) * 2014-04-14 2014-06-25 中南大学 一种官能化炭材料和高析氢物质掺杂态官能化炭复合材料的应用

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009037829A (ja) * 2007-08-01 2009-02-19 Akita Univ 鉛蓄電池用正極、鉛蓄電池および鉛蓄電池用正極の製造方法
JP2010170918A (ja) * 2009-01-25 2010-08-05 Akita Univ 二酸化鉛および導電性ポリマーのコンポジット電極を有する鉛蓄電池

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102306784A (zh) * 2011-06-29 2012-01-04 哈尔滨工业大学 具有高析氢电位的改性活性炭及其制备方法和含其的铅酸电池负极铅膏
CN102945981A (zh) * 2012-10-30 2013-02-27 中南大学 一种超级铅酸电池用电解液
CN103887505A (zh) * 2014-04-14 2014-06-25 中南大学 一种官能化炭材料和高析氢物质掺杂态官能化炭复合材料的应用

Also Published As

Publication number Publication date
CN105428599A (zh) 2016-03-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105355861B (zh) 一种贴片式铅炭电池电极的生产制备方法
CN105428599B (zh) 一种改性活性炭的长寿命铅炭电池极板的生产方法
CN102201575B (zh) 一种硫酸铅-石墨烯复合电极材料及包含其的铅酸电池负极铅膏
CN103579616A (zh) 一种石墨烯包覆铅粉复合材料及其应用
CN103296275B (zh) 碳材料包覆铅粉复合材料及其应用
CN107123810B (zh) 一种基于磷化镍骨架结构复合材料的制备方法及其应用
CN104681795A (zh) 一种磷酸铁锰锂/碳复合材料的制备方法
CN103531764B (zh) 一种钠离子电池正极材料球状铵钒氧化物及其制备方法
CN101841019A (zh) 锂离子电池用炭包覆扩层石墨复合材料及其制备方法
CN104078656A (zh) 纳米四氧化三铁/剑麻炭锂离子电池负极材料的制备方法
CN105655548A (zh) 一种磷酸铁锂表面均匀碳包覆的方法
CN105161770A (zh) 一种铅酸蓄电池铅膏添加剂及其制备方法、应用
CN109346691B (zh) 一种锂硫电池正极材料的制备方法
CN104466190B (zh) 优化细型电极管式密封动力铅酸蓄电池及其制造方法
CN108123103A (zh) 石墨化活性炭基复合添加剂和制备及铅碳电池负极与应用
CN108550819A (zh) 一种铅碳电池负极材料及制备方法
CN104167546B (zh) 启停电池用铅膏和配制方法
CN114512649A (zh) 一种复合磷酸锰铁锂正极材料、制备方法及其应用
CN108695522A (zh) 一种中性铝-空气电池正极材料的制备方法与应用
CN105449176B (zh) 一种改性活性炭的长寿命铅炭电池极板
CN104393291A (zh) 一种掺杂、包覆共改性的磷酸铁锂正极材料及其制备方法
CN105428600B (zh) 一种铅炭电池电极的制备方法
CN110600675A (zh) 一种碳铅电池负极的制备方法
CN110620220A (zh) 一种用于钾离子电池的Sn4P3/Ti3C2Tx型MXene复合负极材料
CN105845929B (zh) 一种氧化铅‑炭复合材料的制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20211117

Address after: 225600 No.88 Bosideng Avenue, Gaoyou Economic Development Zone, Yangzhou City, Jiangsu Province

Patentee after: JIANGSU OLITER ENERGY TECHNOLOGY Co.,Ltd.

Address before: 225600 No. 8 Bosten Avenue, Gaoyou Economic Development Zone, Yangzhou City, Jiangsu Province

Patentee before: JIANGSU HAIDESEN ENERGY Co.,Ltd.