CN106876667A - 铅酸蓄电池电极活性物质 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种铅酸蓄电池电极活性物质，包括铅粉和复合材料颗粒；铅粉包括金属铅粉、球磨铅粉、巴顿铅粉、Pb2O粉、PbO粉、Pb2O3粉、Pb3O4粉、PbO2粉中的一种或多种；复合材料颗粒包括包覆型复合材料颗粒、混杂型复合材料颗粒中的一种或多种。本发明具有改进配方的铅酸蓄电池电极活性物质，可显著提高其所应用的铅酸蓄电池的比功率、比能量、活性物质利用率、充放电效率、循环使用寿命、低温性能等性能。

Description

铅酸蓄电池电极活性物质
技术领域
本发明涉及铅酸蓄电池领域，特别是涉及铅酸蓄电池电极活性物质。
背景技术
铅酸蓄电池活性物质与铅酸蓄电池的性能密切相关，影响甚至决定着铅酸蓄电池的比功率、比能量、大电流放电能力、充电效率、循环使用寿命等。现行铅酸蓄电池活性物质的制备及应用，使铅酸蓄电池获得了相对实用而较好的性能。一般地，通过向活性物质中添加一些常见的导电剂、分散剂、膨胀剂等，可获得30％-60％的正、负极活性物质利用率和较好的充电效率，也能使硫酸盐化、正极活性物质软化脱落、早期容量损失问题或多或少地得到控制或缓解，但仍存在相当的提升空间和问题，例如，活性物质利用率、充电效率、大电流放电能力以及正极活性物质软化脱落的控制等还不够理想，碳类导电剂在正极中容易被氧化消耗掉、在负极中呈低析氢过电位，钛氧化物添加剂TiO2导电性差，而导电性较好的亚氧化钛(Ti4O7)制备条件极为苛刻导致质量产品难得，等等。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种铅酸蓄电池电极活性物质，它可以显著提高铅酸蓄电池性能。
为解决上述技术问题，本发明的铅酸蓄电池电极活性物质，包括铅粉和复合材料颗粒；所述铅粉包括金属铅粉、球磨铅粉、巴顿铅粉、Pb2O粉、PbO粉、Pb2O3粉、Pb3O4粉、PbO2粉中的一种或多种；所述复合材料颗粒包括包覆型复合材料颗粒、混杂型复合材料颗粒中的一种或多种；所述包覆型复合材料颗粒包括包覆层和被包覆层全部或部分包裹着的内核；所述包覆层的材料包括非金属钛化合物、锡类材料的一种或多种；所述内核的材料为固体材料，包括与包覆层不同的非金属钛化合物、金属、合金、导电高分子、碳材料、半导体、导电陶瓷、压电材料、热电材料、有机聚合物、玻璃、SiO2、木质、纸质、盐、无机聚合物、正极添加剂、负极添加剂中的一种或多种；所述混杂型复合材料颗粒的混杂材料包括非金属钛化合与锡类材料混杂形成的材料、非金属钛化合物和锡类材料中的一种或多种与其它材料混杂形成的材料、上述混杂材料掺杂F、Sb、Sn、Ca、Bi、Co、Ca、Al、Mg、N、P、O、C中的一种或多种元素后形成的掺杂化合物中的一种或多种；形成混杂材料的混杂方式包括原子层面的混杂、原子团簇层面的混杂中的一种或多种；所述其它材料包括上述的内核材料。
所述包覆层的材料还包括上述混杂型复合材料颗粒的混杂材料。
所述非金属钛化合物包括钛(Ti)的硫化物、氮化物、硼化物、碳化物、氢化物、氢氧化物、硅化物、亚氧化物、二氧化钛、上述化合物在原子微观层面或原子簇层面的共生共混物、上述化合物掺杂F、Sb、Sn、Ca、Bi、Co、Ca、Al、Mg、N、P、O、C中的一种或多种元素后形成的掺杂化合物中的一种或多种。所述钛的硫化物包括TiS、TiS2、Ti2S3、TiS3中的一种或多种；钛的氮化物包括TiN、TiN2、Ti2N、Ti3N、Ti4N、Ti3N4、Ti3N5、Ti5N6中的一种或多种；钛的硼化物包括Ti2B、TiB、TiB2、Ti2B5中的一种或多种；钛的碳化物包括TiC、非化学计量碳化钛中的一种或多种；钛的氢化物包括TiH、TiH2中的一种或多种；钛的氢氧化物包括Ti(OH)2、Ti(OH)3、H4TiO4、H3TiO3、多钛酸中的一种或多种；钛的硅化物包括TiSi、非化学计量硅化钛中的一种或多种；钛的亚氧化物包括TiO、Ti2O3、Ti3O5、Ti4O7、Ti5O9中的一种或多种。所述在原子微观层面的共生共混物包括：Ti-B-N、Ti-B-O、Sn-O-Ti类三元钛化合物、Ti-B-O-N类四元钛化合物；在原子簇层面的共生共混物包括：TiO2原子簇-TiB2原子簇类共生共混化合物、TiB2原子簇-TiN原子簇类共生共混化合物、TiO2原子簇-TiB2原子簇-TiN原子簇类共生共混化合物、TiO2原子簇-TiB2原子簇-TiC原子簇-TiN原子簇类共生共混化合物。
所述锡类材料包括未掺杂的SnO2、SnSO4、SnO、Sn，及掺杂了F、Sb、Ca、Ti、Bi、Co、Ca、Al、Mg、N、P、O、C中的一种或多种元素的SnO2、SnSO4、SnO、Sn中的一种或多种。所述金属包括铝、铜、银、钛、铅、铁、锡中的一种或多种；所述合金包括铝合金、铜合金、银合金、钛合金、铅合金、铁合金、锡合金中的一种或多种。
所述导电高分子包括共轭高聚物、掺杂型高聚物、电荷转移型复合物、光电导高聚物、高取向导电高聚物中的一种或多种；所述碳材料包括石墨、石墨烯、碳纳米管、活性碳、碳黑、乙炔黑中的一种或多种；所述半导体包括PbO2、SnO2、Si、单晶硅、多晶硅、掺杂硅中的一种或多种。
所述正极添加剂包括导电剂、增孔剂、分散剂、发泡剂、正极板栅防腐剂、抗钝化剂、抗早期容量衰减剂、循环寿命改善剂、自放电抑制剂、防正极活性物质软化脱落剂、粘合剂中的一种或多种,包括碳素材料(碳黑、各向异性石墨、黑磷、胶体石墨、乙炔黑、石墨、多并苯、碳纤维)、石墨烯、钛、阴、阳离子发泡剂诸如十二烷基硫酸钠、磷酸、硼酸、硫酸钴、硫酸镁、四碱式硫酸铅、羟甲基纤维素钠、短纤维(涤纶、聚丙烯、腈纶纤维、聚四氟乙烯、碳素)、高分子导电添加剂、还原剂(硫酸羟胺)、锑化合物或锑、铋化合物或铋、锂化合物或锂、钙盐、铝盐、沸石、硅酸、SiO2、，碳酸氢钠、聚合物或聚合物反应前体乳液，其中的一种或多种；
所述负极添加剂包括有导电剂、增孔剂、分散剂、发泡剂、膨胀剂、析氢阻化剂、低温性能提高剂、阻氧剂、抗硫酸盐化剂、自放电抑制剂、粘合剂中的一种或多种；包括：碳黑、石墨烯、钛、海棉钛、腐殖酸、木素磺酸盐、木质素、鞣剂的衍生物、烤胶、硫酸钡、塑料短纤维、抗氧化剂(α-萘酚、β-萘酚、α-亚硝基-β-萘酚、硬脂酸、硬脂酸锌、松香、1，2酸、甘油、硼酸)、香兰素其中的一种或多种。
所述包覆型复合材料颗粒的包覆层和内核之间还可以插入一层以上的中间层，用来增强包覆层和内核之间的粘接强度、加强导电接触、预防内核腐蚀等。所述中间层的材料包括能够用作包覆层的材料、能够用作内核的材料、钛类添加剂、锡类添加剂、正极添加剂、负极添加剂、硫酸中的一种或多种。
所述混杂材料的原子层面混杂方式是指：相互混杂的各种材料(以下称组分材料)，各自以原子的微观尺度、在一维、二维、三维空间上进行均一或不均一的混杂后，形成混杂型复合材料的方式，在本发明中，用“组分材料1中的第1种原子xa-组分材料1中的第2种原子xb-…-组分材料1中的第n种原子xz-…-组分材料n中的第n种原子zz”表述式来表示某一具体的原子层面混杂型复合材料，其中，原子的下标xa、xb、…、xz、…、zz，是彼此相等或不相等的任意非零正有理数(即，除零以外的正整数或/和分数)，用来表示该混杂型复合材料中所参与混杂的每种组分材料原子的相对数目。例如：将相同摩尔数的TiN组分材料与TiB组分材料混杂所形成的原子层面混杂复合材料，以Ti2-B-N表示；将相对摩尔数比例为2:1的SnO2与PbO2组分材料所形成的原子层面混杂复合材料，以Sn2-O6-Pb表示；
所述混杂材料的原子团簇层面混杂方式是指相互混杂的组分材料，各自以原子尺度以上或原子团簇尺度及以上的微观尺度、在一维、二维、三维空间上进行均一或不均一、一种或多种微观尺度上混杂后，形成混杂型复合材料的方式，它所包括的微观尺度有晶胞尺度、原子团簇、亚纳米、纳米、微晶、亚微米、微米、毫米，其中的一种或多种。本发明中，用“(组分材料1)x-(组分材料2)y-…-(组分材料n)z”表述式来表示，其中，括号外的下标x、y、…、z，是彼此相等或不相等的任意非零正有理数(即，除零以外的正整数或/和分数)，用来表示该混杂型复合材料中所参与混杂的每种组分材料的相对摩尔数。例如：将相对摩尔数比例为1:2:1的TiO2、TiB2、TiN三种组分材料混杂所形成的原子团簇层面混杂材料，以TiO2-(TiB2)2-TiN表示；将相对摩尔数比例为2:5:9:1的TiO2、PbO2、TiB2及SnO2四种组分材料混杂所形成的原子团簇层面混杂材料以(TiO2)2-(PbO2)5-(TiB2)9-SnO2表示。
原子团簇层面混杂材料其各组分材料之间的混杂方式还包括叠层混杂，即两种或两种以上的组分材料层彼此交替叠加实现混杂的方式，例如，将TiO2、TiB2两种组分材料之间形成的一种叠层混杂为：每两层TiO2之间有一层TiB2层，同时，每两层TiB2之间有一层TiO2，两种组分材料层的厚度值彼此独立，每层组分材料的厚度值也各自独立；又例如，将TiO2、TiB2、SnO2三种组分材料彼此之间形成的一种叠层混杂为：每二层TiO2之间有三层TiB2和两层SnO2，其中彼此分离的三层TiB2由其共同夹着的彼此分离的两层SnO2相隔离。
所述电极活性物质中复合材料颗粒的质量相对于铅粉质量的比例范围为：0.01％-100％；复合材料颗粒的物理尺寸为：1nm-10cm；所述内核为实心、空心或镂空态。
所述电极活性物质配方中还可以添加钛类添加剂、锡类添加剂、经掺杂的钛类添加剂、经掺杂的锡类添加剂中的一种或多种；总添加质量为铅粉质量的0.01％～15％；掺杂元素包括F、Sb、Sn、Ca、Bi、Co、Ca、Al、Mg、N、P、O、C中的一种或多种。所述钛类添加剂包括钛、TiO2、非化学计量氧化钛中的一种或多种；所述非化学计量氧化钛包括TiO、Ti2O3、Ti3O5、Ti4O7、Ti5O9中的一种或多种；所述锡类添加剂包括SnO2、SnSO4、SnO中的一种或多种。
所述电极活性物质中还可以添加正极添加剂、负极添加剂中的一种或多种，添加的正、负极添加剂总质量为铅粉质量的0.01％～30％。
所述电极活性物质中还可以添加水、硫酸，水的添加量不超过铅粉质量的60％，硫酸的添加量不超过铅粉质量的50％，添加时硫酸溶液的浓度为1.01～1.74g/cm3，25℃。
本发明上述铅粉、复合材料颗粒、正负、极添加剂、钛类添加剂、锡类添加剂、经掺杂的钛类添加剂、经掺杂的锡类添加剂的物理形态包括粉末、不规则体、球、类球、半球、立方体、长方体、多面体、纤维、丝、条、管、、弧面、实心、空心、网、网面空心、螺旋、海棉状、树枝状、发射状、笼形、立体栅格，其中的一种或多种。
本发明制备成的铅酸蓄电池活性物质包括干粉状、膏状、胶体状、固化状。
包覆型复合材料颗粒其包覆层的厚度为大于等于包覆层材料其单分子层厚度；包覆层厚度与包覆型复合材料颗粒直径之比的范围为1:10－8-1:108。
混杂型复合材料颗粒中各组分材料、或元素的质量占总颗粒总质量的比值，不小于1个ppb。
本发明复合材料颗粒中各种原材料单元彼此之间的相互作用力包括物理作用力、化学作用力中的一种或多种。本发明中，原材料单元，是指从小到原子大到宏观体尺度范围内，材料可以被划分或形成的各种尺度规模的化学单元或物理单元，包括但不限于原子、分子、离子、原子簇、晶胞、原子团簇、亚纳米体、纳米体、微晶、亚微米体、微米体、毫米体、包覆层、内核体。
本发明具有改进配方的铅酸蓄电池电极活性物质，可显著提高此活性物质所应用的铅酸蓄电池的比功率、比能量、充电效率、大电流放电能力、循环使用寿命等性能。具体地说，相比现有的铅酸蓄电池电极活性物质，本发明的铅酸蓄电池电极活性物质具有以下优点和有益效果：
1.导电性大大增加。由于添加的非金属钛化合物本身或在电池系统中随电池的充放循环过程而进行氧化－还原、溶解－沉淀、掺杂等过程而发生一定的转化后(转化后的非金属钛化合物包括两类：含有新增氧原子类和不含新增氧原子类)，具有很强的电子导电能力，其电导率有的甚至比石墨还要高2个数量级，因此，通过桥连原被导电性相对差的PbSO4、PbOn(0.1≦n≦2)隔离的活性物质颗粒，大大增加了铅膏内部的电子导电能力；另一方面，非金属钛化合物具有分散硫酸铅成核、桥接正极活性物质PbO2颗粒等作用，可以增加活性物质的孔率，抑制充放电过程中，PbO2、PbSO4对于离子通道孔洞或孔洞口的团聚堵塞现象，从而又使电极的离子导电能力大大增强。
2.活性物质利用率更高。由于所添加的非金属钛化合物增强了活性物质内部的电子导电能力和离子导电能力，避免或大大削弱了活性物质颗粒之间的不良导电隔离，使得本发明的铅膏在化成(化成是指，生产中，对电池或电极的第一次充电操作)、充放电时，有更多的甚至全部的活性物质颗粒参与电池的电化学反应，并且，降低了电极的内阻和电阻极化，从而明显提高了活性物质利用率。
3.充放电更快速。由于活性物质内部的电子和离子导电能力的增加，加速了活性物质在充放电过程中的成核速率，使得本发明的活性物质的充放电速率也明显地增加。
4.抑制析氢、析氧、降低热失控风险。由于非金属钛化合物本身或在电池系统中经过一定的转化后，具有相对于碳等材料较高的析氢、析氧过电位，因此，抑制了铅酸蓄电池在充放电过程中，氢气、氧气的大量产生，也大大降低了电池发生热失控的风险。
5.大大延缓正极活性物质软化脱落现象，降低早期容量损失的可能性。非金属钛化合物本身或在电池系统中经过一定的转化后，具有增强活性物质内部导电能力、抑制气体对活性物质结构的冲击破坏作用、作为导电骨架以及提供成核晶种和防止活性物质团聚的分散作用，这大大弱化或破坏了正极活性质发生软化脱落、早期容量损失的发生因素和机制，从而大大延缓了正极活性物质软化脱落的发生、降低了早期容量损失的可能性。
6.抗硫酸盐化。由于非金属钛化合物本身或在电池系统中经过一定的转化后，具有增强活性物质内部导电能力、分散作用，从而大大抑制或减缓了电极尤其是负极的硫酸盐化过程的发生。
附图说明
图1是本发明包覆型复合材料颗粒其“包覆层/内核”界面结构示意图。
图2是本发明包覆型复合材料颗粒其“包覆层/单层中间层/内核”界面结构示意图。
图3是本发明包覆型复合材料颗粒其“包覆层/多层中间层/内核”界面结构示意图。
图4是本发明包覆型复合材料圆球状颗粒其剖面“包覆层/单层中间层/内核”结构示意图。
图5是本发明混杂型复合材料颗粒的原子层面混杂方式示意图。其中，图a表示复合材料中各种原子的排列是有序、有规、有晶格的；图b表示复合材料中各种原子的排列是无序、无规、无定形的。图中，不同形状的几何图形代表源自多种组分材料所加总含有的不同的原子。
图6是本发明混杂型复合材料颗粒其原子团簇层面混杂的四种方式示意图。其中，a图表示第一种组分材料的原子、原子团簇或微晶的三维连续环境中，散布着彼此孤立的第二种组分材料的原子、原子团簇或微晶；b图表示第一种组分材料的原子、原子团簇或微晶的三维连续环境中，散布着的第二种组分材料的原子、原子团簇或微晶是在二维上彼此是联系的；c图表示第一种组分材料的原子、原子团簇或微晶的三维连续环境中，散布着的第二种组分材料的原子、原子团簇或微晶也是在三维上彼此是联系的；d图表示第一种组分材料的原子、原子团簇或微晶的三维连续环境中，散布着的第二种组分材料的原子、原子团簇或微晶在三维上彼此是联系的，但是散布着的第三种组分材料的原子、原子团簇或微晶在三维上是彼此孤立的。
图7是本发明混杂型复合材料颗粒其原子团簇层面多尺度迭套混杂方式示意图。其中，a图表示第二种组分材料的原子团簇或微晶彼此孤立地散布于第一种组分材料的原子、原子团簇或微晶环境中；b图表示第二种组分材料的原子团簇或微晶是由单一的相或元素或化合物构成的；c图表示第二种组分材料的原子团簇或微晶是由比第二种组分材料更微观规模上的原子、原子簇或微晶材料(第三种组分材料)与第一种材料混杂构成的；d、e两图表示第二种组分材料的原子团簇或微晶是由多种组分材料，例如，第一种组分材料、第三种组分材料、第四种组分材料，在比第二种组分材料更微观的微观尺度上，以有序或无序的状态构成的。
图8是本发明混杂型复合材料颗粒的原子团簇层面叠层混杂方式示意图。
图中附图标记说明如下：
1：包覆层
2：内核
3：中间层
具体实施方式
为对本发明的技术内容、特点与功效有更具体的了解，现结合具体的实施例，对本发明做进一步详细的说明。
实施例1
本实施例的铅酸蓄电池电极活性物质，由PbO粉、TiO2/Al(包覆层/内核)包覆型复合材料颗粒混合和制而成，具体配方如表1所示：
表1 实施例1的铅酸蓄电池电极活性物质配方
组份 相对质量比例 平均粒径
PbO粉 1 500nm
2％ 500nm
配方中的TiO2包括但不限于马氏体型。
制备方法：称取1质量份的PbO铅粉和2％质量份的TiO2/Al包覆型复合材料颗粒，倒入搅拌容器内，搅拌10min，混和均匀后，获得干粉态的铅酸蓄电池电极活性物质。
将该活性物质应用于铅酸蓄电池的正极，可以使铅酸蓄电池正极的活性物质利用率提高21-55％,正极的电导率提高45-63％，正极的孔隙率增加32-57％,电池的重量、体积比能量增加19-27％，电池寿命延长20-59％，电池的比功率增加11-53％，正极的低温性能提高12-22％。
实施例2
本实施例的铅酸蓄电池电极活性物质，由球磨铅粉、TiB2/Ti(包覆层/内核)包覆型复合材料颗粒混合和制而成，具体配方如表2所示：
表2 实施例2的铅酸蓄电池电极活性物质配方
组份 相对质量比例 平均粒径
球磨铅粉 1 5μm
12％ 5μm
制备方法：称取1质量份的球磨铅粉和12％质量份的TiB2/Ti包覆型复合材料颗粒，倒入搅拌容器内，进行干粉搅拌15min，混和均匀后，获得干粉态的铅酸蓄电池活性物质。
将该活性物质应用于铅酸蓄电池的正极，可以使铅酸蓄电池正极的活性物质利用率提高23-66％,正极的电导率提高55-85％，负极的孔隙率增加23-77％,电池的重量、体积比能量增加21-44％，电池寿命延长25-69％。电池的比功率增加15-60％，正极的低温性能提高15－30％。
实施例3
本实施例的铅酸蓄电池电极活性物质，由巴屯铅粉、Ti3N4/Ti/Al(包覆层/单层中间层/内核)包覆型复合材料粉末混合和制而成，其中包覆层厚度为10μm，中间层厚度为100nm，具体配方如表3所示：
表3 实施例3的铅酸蓄电池电极活性物质配方
制备方法：称取1质量份的巴屯铅粉和5％质量份的Ti3N4/Ti/Al包覆型复合材料粉末，倒入搅拌容器内，干粉搅拌15min，混和均匀后，获得干粉态的铅酸蓄电池活性物质。
将该活性物质应用于铅酸蓄电池的负极，可以使铅酸蓄电池负极的活性物质利用率提高15-45％,负极的电导率提高35-53％，负极的孔隙率增加22-56％,电池的重量、体积比能量增加9-23％，电池寿命延长28-69％，电池的比功率增加20-50％，负极的低温性能提高25-40％。
实施例4
本实施例的铅酸蓄电池电极活性物质，由Pb3O4粉、TiC/TiN/Ti/聚乙烯(包覆层/双层中间层/内核)包覆型复合材料颗粒混合和制而成，具体配方如表4所示：
表4 实施例4的铅酸蓄电池电极活性物质配方
制备方法：称取1质量份的Pb3O4粉、50％质量份的TiC/TiN/Ti/聚乙烯包覆型复合材料颗粒，倒入搅拌容器内，干粉搅拌15min，混和均匀后，获得干粉态的铅酸蓄电池活性物质。
将该活性物质应用于铅酸蓄电池的负极，可以使铅酸蓄电池负极的活性物质利用率提高12-45％,负极的电导率提高25-48％，负极的孔隙率增加35-64％,电池的重量、体积比能量增加9-23％，电池寿命延长13-39％，电池的比功率增加14-44％，负极的低温性能提高15-25％。
实施例5
本实施例的铅酸蓄电池电极活性物质，由Pb2O3粉、Ti-O-B/Cu(包覆层/内核)包覆型复合材料颗粒、水混合和制而成，其中包覆层厚度为100μm，具体配方如表5所示：
表5 实施例5的铅酸蓄电池电极活性物质配方
制备方法：称取1质量份Pb2O3粉、5％质量份Ti-O-B/Cu包覆型复合材料颗粒、8％质量份水，倒入搅拌容器内，搅拌15min，混和均匀后，获得膏状的铅酸蓄电池活性物质。
将该活性物质应用于铅酸蓄电池的正极，可以使铅酸蓄电池正极的活性物质利用率提高24-54％,正极的电导率提高25-63％，正极的孔隙率增加22-52％,电池的重量、体积比能量增加17-31％，电池寿命延长26-51％，电池的比功率增加20-60％。
实施例6
本实施例的铅酸蓄电池电极活性物质，由PbO粉、TiB2-TiO2/Ti/Al(包覆层/单层中间层/内核)包覆型复合材料粉末、水混合和制而成，具体配方如表6所示：
表6 实施例6的铅酸蓄电池电极活性物质配方
组份 相对质量比例 平均粒径
PbO粉 1 100nm
100％ 200nm
水 60％
制备方法：称取1质量份的PbO粉、100％质量份TiB2-TiO2/Ti/Al包覆型复合材料粉末、60％质量份水，倒入搅拌容器内搅拌、混和均匀、稠化后，获得膏状的铅酸蓄电池活性物质。
将该活性物质应用于铅酸蓄电池的正极，可以使铅酸蓄电池正极的活性物质利用率提高35-66％,正极的电导率提高35-80％，正极的孔隙率增加33-57％,电池的重量、体积比能量增加19-36％，电池寿命延长18-67％。
实施例7
本实施例的铅酸蓄电池电极活性物质，由PbO2粉、掺杂Sb的TiO2/Pb(包覆层/内核)包覆型复合材料纤维(直径0.1mm，长度10cm)、水混合和制而成，具体配方如表7所示：
表7 实施例7的铅酸蓄电池电极活性物质配方
组份 相对质量比例 平均粒径
1 30nm
0.1％
水 40％
制备方法：称取1质量份的PbO2粉、0.1％质量份的掺杂Sb的TiO2/Pb包覆型复合材料纤维、40％质量份的水，倒入搅拌容器内搅拌、混和均匀、稠化后，获得膏状的铅酸蓄电池活性物质。将该活性物质应用于铅酸蓄电池的正极，可以使铅酸蓄电池正极的活性物质利用率提高14-46％,正极的电导率提高15-33％，正极的孔隙率增加13-24％,电池的重量、体积比能量增加8-23％，电池寿命延长15-56％。
实施例8
本实施例的铅酸蓄电池电极活性物质，由Pb2O粉、SnO2/Ag(包覆层/内核)包覆型复合材料颗粒、水混合和制而成，具体配方如表8所示：
表8 实施例8的铅酸蓄电池电极活性物质配方
组份 相对质量比例 平均粒径
1 1nm
0.01％ 30nm
水 20％
制备方法：称取1质量份的Pb2O粉、0.01％质量份的SnO2/Ag包覆型复合材料颗粒、20％质量份的水，倒入搅拌容器内搅拌、混和均匀、稠化后，获得膏状的铅酸蓄电池活性物质。
将该活性物质应用于铅酸蓄电池的正极，可以使铅酸蓄电池正极的活性物质利用率提高29-58％,正极的电导率提高35-60％，正极的孔隙率增加33-53％,电池的重量、体积比能量增加15-30％，电池寿命延长47-76％。
实施例9
本实施例的铅酸蓄电池电极活性物质，由金属铅粉、SnO2/Ti4O7/Cu(包覆层/单层中间层/内核)包覆型复合材料颗粒、硫酸溶液混合和制而成，具体配方如表9所示：
表9 实施例9的铅酸蓄电池电极活性物质配方
组份 相对质量比例 平均粒径
金属铅粉 1 10μm
0.5％ 10μm
硫酸溶液 1％(以硫酸计) 1.01
制备方法：称取1质量份的球磨铅粉、0.5％质量份的SnO2/Ti4O7/Cu包覆型复合材料颗粒、1％质量份(以硫酸计)的硫酸溶液，倒入搅拌容器内(加入时通过调节硫酸溶液的加入速度和风冷措施来控制和制时的温度在40-55℃)，搅拌、混和均匀、稠化后，获得膏状的铅酸蓄电池活性物质。
将该活性物质应用于铅酸蓄电池的正极，可以使铅酸蓄电池正极的活性物质利用率提高33-56％,正负极的电导率提高37-69％，正极的孔隙率增加34-66％,电池的重量、体积比能量增加16-28％，电池寿命延长22-45％。
实施例10
本实施例的铅酸蓄电池电极活性物质，由Pb2O3粉、Ti-O4-Sn/TiB2(原子层面混杂材料包覆层/内核)包覆型复合材料颗粒、硫酸溶液，混合和制而成，具体配方如表10所示：
表10 实施例10的铅酸蓄电池电极活性物质配方
组份 相对质量比例 平均粒径
1 200μm
30％ 1nm
硫酸溶液 30％(以硫酸计) 1.5
制备方法：称取1质量份的球磨铅粉、30％质量份Ti-O4-Sn/TiB2包覆型复合材料颗粒、30％质量份(以硫酸计)硫酸溶液，倒入搅拌容器内(加入时通过调节硫酸溶液的加入速度和风冷措施来控制和制时的温度在30-55℃)，搅拌、混和均匀、稠化后，获得膏状的铅酸蓄电池活性物质。
将该活性物质应用于铅酸蓄电池的正极，可以使铅酸蓄电池正极的活性物质利用率提高37-64％,正极的电导率提高30-59％，正极的孔隙率增加44-76％,电池的重量、体积比能量增加18-33％。
实施例11
本实施例的铅酸蓄电池电极活性物质，由PbO粉、SnO2-TiB2/Al(原子团簇层面混杂材料包覆层/内核)包覆型复合材料粉末、硫酸溶液混合和制而成，具体配方如表11所示：
表11 实施例11的铅酸蓄电池电极活性物质配方
组份 相对质量比例 平均粒径
PbO粉 1 300μm
15％ 150nm
硫酸溶液 10％(以硫酸计) 1.28
制备方法：称取上述1质量份PbO粉、15％质量份SnO2-TiB2/Al包覆型复合材料粉末、10％质量份(以硫酸计)硫酸溶液倒入搅拌容器内(加入时通过调节硫酸溶液的加入速度和风冷措施来控制和制时的温度在40-55℃)，搅拌、混和均匀、稠化后，获得膏状的铅酸蓄电池活性物质。
将该活性物质应用于铅酸蓄电池的正极，可以使铅酸蓄电池正极的活性物质利用率提高35-64％,正极的电导率提高31-61％，正极的孔隙率增加42-66％,电池的重量、体积比能量增加17-35％。
实施例12
本实施例的铅酸蓄电池电极活性物质，由铅粉、掺杂P的SnO2-TiO2/Cu(原子团簇层面混杂材料包覆层/内核)包覆型复合材料颗粒、硫酸溶液混合和制而成，具体配方如表12所示：
表12 实施例12的铅酸蓄电池电极活性物质配方
制备方法：称取上述1质量份PbO粉、7％质量份掺杂P的SnO2-TiO2/Cu包覆型复合材料粉末、4％质量份(以硫酸计)硫酸溶液倒入搅拌容器内(加入时通过调节硫酸溶液的加入速度和风冷措施来控制和制时的温度在40-55℃)，搅拌、混和均匀、获得膏状的铅酸蓄电池活性物质。
将该活性物质应用于铅酸蓄电池的正极，可以使铅酸蓄电池正极的活性物质利用率提高15-44％,正极的电导率提高27-59％，正极的孔隙率增加32-54％,电池的重量、体积比能量增加16-25％。
实施例13
本实施例的铅酸蓄电池电极活性物质，由球磨铅粉、Ti-O4-Sn原子层面混杂型复合材料粉末、Ti4O7粉末，混合和制而成，具体配方如表13所示：
表13 实施例13的铅酸蓄电池电极活性物质配方
制备方法：称取上述1质量份的球磨铅粉、4％质量份的Ti-O4-Sn混杂型复合材料粉末、1％质量份的Ti4O7粉末，倒入搅拌容器内，搅拌15min，混和均匀后，获得干粉状的铅酸蓄电池活性物质。
将该活性物质应用于铅酸蓄电池的正极，可以使铅酸蓄电池正极的活性物质利用率提高19-54％,正极的电导率提高28-60％，正极的孔隙率增加34-56％,电池的重量、体积比能量增加10-28％。
实施例14
本实施例的铅酸蓄电池电极活性物质，由PbO粉、SnO2-TiO2原子团簇层面混杂型复合材料粉末、SnO2粉末混合和制而成，具体配方如表14所示：
表14 实施例14的铅酸蓄电池电极活性物质配方
组份 相对质量比例 平均粒径
PbO粉 1 2μm
3％ 4μm
0.1％ 10μm
制备方法：称取上述1质量份PbO粉、3％质量份SnO2-TiO2混杂型复合材料粉末、0.1％质量份SnO2粉末，倒入搅拌容器内，搅拌15min，混和均匀后，获得干粉状的铅酸蓄电池活性物质。
将该活性物质应用于铅酸蓄电池的正极，可以使铅酸蓄电池正极的活性物质利用率提高22-53％,正极的电导率提高23-50％，正极的孔隙率增加33-62％,电池的重量、体积比能量增加11-20％。
实施例15
本实施例的铅酸蓄电池电极活性物质，由Pb3O4粉、BaSO4-TiB2原子团簇层面混杂型复合材料颗粒、硫酸溶液、水混合和制而成，具体配方如表15所示：
表15 实施例15的铅酸蓄电池电极活性物质配方
组份 相对质量比例 平均粒径
1 5μm
1％ 500nm
硫酸溶液 8％(以硫酸计) 1.3
水 6％
制备方法：称取上述1质量份Pb3O4粉、1％质量份BaSO4-TiB2混杂型复合材料粉末倒入搅拌容器内搅拌5min,然后加入6％质量份的水，搅拌5min,再加入8％质量份(以硫酸计)硫酸溶液(加入时通过调节硫酸溶液的加入速度和风冷措施来控制和制时的温度在40-55℃)，搅拌、混和均匀、获得膏状的铅酸蓄电池活性物质。
将该活性物质应用于铅酸蓄电池的负极，可以使铅酸蓄电池负极的活性物质利用率提高20-46％,负极的电导率提高25-56％，负极的孔隙率增加32-54％,电池的重量、体积比能量增加19-29％,负极的低温性能提高26－41％。
实施例16
本实施例的铅酸蓄电池电极活性物质，由球磨铅粉、TiB2-SiO2原子团簇层面混杂型复合材料颗粒、SnSO4添加剂混合和制而成，具体配方如表16所示：
表16 实施例16的铅酸蓄电池电极活性物质配方
组份 相对质量比例 平均粒径
球磨铅粉 1 10μm
0.05％ 50nm
SnSO4 0.01％ 100nm
制备方法：称取上述1质量份球磨铅粉、0.05％质量份TiB2-SiO2混杂型复合材料粉末、0.01％质量份SnSO4倒入搅拌容器内搅拌5min,获得干粉状的铅酸蓄电池活性物质。
将该活性物质应用于铅酸蓄电池的正极，可以使铅酸蓄电池正极的活性物质利用率提高10-26％,正极的电导率提高5-11％，正极的孔隙率增加12-34％,电池的重量、体积比能量增加5-14％。
实施例17
本实施例的铅酸蓄电池电极活性物质，由球磨铅粉、Ti2-B-N原子层面混杂型复合材料颗粒、TiO2-PbO2原子团簇层面混杂型复合材料颗粒、石墨烯混合和制而成，具体配方如表17所示：
表17 实施例17的铅酸蓄电池电极活性物质配方
组份 相对质量比例 平均粒径
球磨铅粉 1 20μm
8％ 100nm
8％ 4μm
石墨烯 0.5％ 1μm
制备方法：称取上述1质量份球磨铅粉、8％质量份Ti2-B-N混杂型复合材料颗粒、8％质量份TiO2-PbO2混杂型复合材料颗粒、0.5％份石墨烯，倒入搅拌容器内，搅拌15min，混和均匀后，获得干粉状的铅酸蓄电池活性物质。
将该活性物质应用于铅酸蓄电池的正极，可以使铅酸蓄电池正极的活性物质利用率提高20-60％,正极的电导率提高30-70％，正极的孔隙率增加30-71％,电池的重量、体积比能量增加13-34％。
实施例18
本实施例的铅酸蓄电池电极活性物质，由PbO2粉、Sn2-O6-Pb原子层面混杂型复合材料颗粒、TiB2-PbO2原子团簇层面混杂型复合材料颗粒、SiO2混合和制而成，具体配方如表18所示：
表18 实施例18的铅酸蓄电池电极活性物质配方
组份 相对质量比例 平均粒径
1 20μm
1％ 200μm
1％ 4μm
0.03％ 60nm
制备方法：称取上述1质量份PbO2粉、1％质量份Sn2-O6-Pb混杂型复合材料颗粒、1％质量份TiB2-PbO2颗粒、0.03％质量份SiO2，倒入搅拌容器内，搅拌15min，混和均匀后，获得干粉状的铅酸蓄电池活性物质。
将该活性物质应用于铅酸蓄电池的正极，可以使铅酸蓄电池正极的活性物质利用率提高23-43％,正极的电导率提高25-50％，正极的孔隙率增加26-61％,电池的重量、体积比能量增加11-21％。
实施例19
本实施例的铅酸蓄电池电极活性物质，由巴顿铅粉、TiO2-(TiB2)2-TiN原子团簇层面混杂型复合材料颗粒、TiB2-Pb原子团簇混杂型复合材料颗粒、硫酸钡混合和制而成，具体配方如表19所示：
表19 实施例19的铅酸蓄电池电极活性物质配方
制备方法：称取上述1质量份巴顿铅粉、0.5％质量份TiO2-(TiB2)2-TiN混杂型复合材料颗粒、1.5％质量份TiB2-Pb混杂型复合材料颗粒、0.8％质量份硫酸钡粉末，倒入搅拌容器内，搅拌15min，混和均匀后，获得干粉状的铅酸蓄电池活性物质。
将该活性物质应用于铅酸蓄电池的负极，可以使铅酸蓄电池负极的活性物质利用率提高33-50％,负极的电导率提高30-50％，负极的孔隙率增加31-64％,电池的重量、体积比能量增加16-28％。
实施例20
本实施例的铅酸蓄电池电极活性物质，由铅粉、(TiO2)2-(PbO2)5-(TiB2)9-SnO2原子团簇层面混杂型复合材料颗粒、五氧化二锑粉末，混合和制而成，具体配方如表20所示：
表20 实施例20的铅酸蓄电池电极活性物质配方
组份 相对质量比例 平均粒径
PbO粉 1 80μm
10％ 30μm
五氧化二锑粉末 0.4％ 300μm
制备方法：称取上述1质量份PbO粉、10％质量份(TiO2)2-(PbO2)5-(TiB2)9-SnO2混杂型复合材料颗粒、0.4％质量份五氧化二锑粉末，倒入搅拌容器内，搅拌15min，混和均匀后，获得干粉状的铅酸蓄电池活性物质。
将该活性物质应用于铅酸蓄电池的正极，可以使铅酸蓄电池正极的活性物质利用率提高35-60％,正极的电导率提高33-80％，正极的孔隙率增加34-75％,电池的重量、体积比能量增加18-38％。
实施例21
本实施例的铅酸蓄电池电极活性物质，由PbO粉、Ti-Pb-C/Al(包覆层/内核)原子层面混杂包覆层包覆型复合材料颗粒、活性炭颗料混合和制而成，具体配方如表21所示：
表21 实施例21的铅酸蓄电池电极活性物质配方
组份 相对质量比例 平均粒径
PbO粉 1 100nm
Ti-Pb-C/Al颗粒 2％ 50nm
活性炭颗粒 15％ 200nm
制备方法：称取上述1质量份PbO粉、2％质量份Ti-Pb-C/Al包覆型复合材料颗粒、15％质量份活性碳颗粒，倒入搅拌容器内，搅拌15min，混和均匀后，获得干粉状的铅酸蓄电池活性物质。
将该活性物质应用于铅酸蓄电池的负极，可以使铅酸蓄电池负极的活性物质利用率提高39-65％,负极的电导率提高40-87％，负极的孔隙率增加43-72％,电池的重量、体积比能量增加22-39％,电池高倍率部分荷电(HRPSoC)工作循环寿命延长20-48％，负极的低温性能提高20-30％,负极的比功率提高32-50％。
实施例22
本实施例的铅酸蓄电池电极活性物质，由PbO粉、TiO2－TiB2叠层原子团簇层面混杂型复合材料颗粒、SnO、硫酸锑、硫酸铋、硫酸钴、塑料纤维(直径0.1mm，长度10mm)、水、硫酸溶液混合和制而成，其中叠层原子团簇层面混杂型复合材料颗粒的叠层结构如图8所示意，其每层TiO2、TiB2的厚度均为1nm，具体配方如表22所示：
表22 实施例22的铅酸蓄电池电极活性物质配方
制备方法：称取上述1质量份PbO粉、15％质量份TiO2-TiB2叠层混杂型复合材料颗粒、0.03％质量份SnO、0.03％质量份硫酸锑、0.02％质量份硫酸铋、0.01％质量份硫酸钴、0.5％质量份塑料纤维，倒入搅拌容器内，搅拌15min，混和均匀后，再加入8％质量份水、搅拌5min后，加入10％质量份(以硫酸计)硫酸溶液，注意通过硫酸溶液的加入速度来协助控制和制时的温度在40-55℃，搅拌15min，获得膏状的铅酸蓄电池活性物质。
将该活性物质应用于铅酸蓄电池的正极，可以使铅酸蓄电池正极的活性物质利用率提高36-62％,正极的电导率提高34-85％，正极的孔隙率增加33-69％,电池的重量、体积比能量增加19-42％,电池寿命延长32-68％，正极的比功率提高40-90％。
实施例23
本实施例的铅酸蓄电池电极活性物质，由混合铅粉(其中PbO粉、Pb2O3粉、Pb3O4粉的质量占比分别为40％、30％、30％)、Sn-石墨烯原子团簇混杂型复合材料粉末、乙炔黑、腐殖酸、木素磺酸钠、硫酸钡、塑料纤维(直径为0.05mm，长度5mm)、SiO2、水、硫酸溶液，混合和制而成，具体配方如表23所示：
表23 实施例23的铅酸蓄电池电极活性物质配方
制备方法：称取上述1质量份混合铅粉、6％质量份Sn-石墨烯粉末、0.02％质量份SiO2、0.5％质量份乙炔黑、0.1％质量份腐殖酸、0.2％质量份木素磺酸钠、0.8％质量份硫酸钡、0.5％质量份塑料纤维，倒入搅拌容器内，搅拌15min，混和均匀后，再加入20％质量份水，搅拌5min后，加入8％质量份(以硫酸计)硫酸溶液，注意通过硫酸溶液的加入速度来协助控制和制时的温度在在40-55℃，搅拌15min，获得膏状的铅酸蓄电池活性物质。
将该活性物质应用于铅酸蓄电池的负极，可以使铅酸蓄电池负极的活性物质利用率提高19-37％,负极的电导率提高20-43％，负极的孔隙率增加41-62％,电池的重量、体积比能量增加9-19％,电池循环寿命延长26-48％，负极的低温性能提高10-25％，负极的比功率提高30-60％。
实施例24
本实施例的铅酸蓄电池电极活性物质，由PbO粉、掺杂P的SnO2-黑磷原子团簇混杂型复合材料颗粒、SnSO4、Sb2O5、Bi2O3、塑料纤维(直径0.1mm，长度1mm)、水、硫酸溶液，混合和制而成，具体配方如表24所示：
表24 实施例24的铅酸蓄电池电极活性物质配方
制备方法：称取上述1质量份PbO粉、1％质量份掺杂P的SnO2-黑磷混杂型复合材料颗粒、0.2％质量份SnSO4、0.1％质量份Sb2O5、0.01％质量份Bi2O3、0.3％质量份塑料纤维，倒入搅拌容器内，搅拌15min，混和均匀后，再加入9％质量份水，搅拌5min后，加入9％质量份硫酸溶液，注意通过硫酸溶液的加入速度来协助控制和制时的温度在40-55℃，搅拌15min，获得膏状的铅酸蓄电池活性物质。
将该活性物质应用于铅酸蓄电池的正极，可以使铅酸蓄电池正极的活性物质利用率提高27-64％,正极的电导率提高44-82％，正极的孔隙率增加34-70％,电池的重量、体积比能量增加17-39％,电池寿命延长34-78％。正极低温性能提高10-23％。
实施例25
本实施例的铅酸蓄电池电极活性物质，由PbO粉、Ti(OH)2/Al(包覆层/内核)、TiC/C(包覆层/内核)包覆型复合材料颗粒、TiSi-TiB2原子团簇混杂型复合材料颗粒、腐殖酸、木素磺酸钠、硫酸钡、塑料纤维(直径为0.1mm，长度2mm)、水、硫酸溶液混合和制而成，具体配方如表25所示：
表25 实施例25的铅酸蓄电池电极活性物质配方
组份 相对质量比例 平均粒径
PbO粉 1 20μm
0.7％ 300nm
TiC/C 3％ 80nm
1％ 10μm
腐殖酸 0.2％ 30μm
木素磺酸钠 0.3％ 40μm
硫酸钡 0.6％ 300μm
塑料纤维 0.4％
水 10％
硫酸溶液 8％(以硫酸计) 1.4
制备方法：称取上述1质量份PbO粉、0.7％质量份Ti(OH)2/Al、3％质量份TiC/C包覆型复合材料颗粒、1％质量份TiSi-TiB2原子团簇混杂型复合材料颗粒、0.2％质量份腐殖酸、0.3％质量份木素磺酸钠、0.6％质量份硫酸钡、0.4％质量份塑料纤维，倒入搅拌容器内，搅拌15min，混和均匀后，再加入10％质量份水、搅拌5min后，加入8％质量份(以硫酸计)硫酸溶液，通过硫酸溶液的加入速度来协助控制和制时的温度在40-55℃，搅拌15min，获得膏状的铅酸蓄电池活性物质。
将该活性物质应用于铅酸蓄电池的负极，可以使铅酸蓄电池负极的活性物质利用率提高21-56％,负极的电导率提高31-60％，负极的孔隙率增加35-67％,电池的重量、体积比能量增加13-30％,电池循环寿命延长26-70％，负极的低温性能提高20-45％。
实施例26
本实施例的铅酸蓄电池电极活性物质，由PbO粉、TiH2/Al(包覆层/内核)、TiS2/Cu(包覆层/内核)包覆型复合材料颗粒、TiO2、硫酸钡、腐殖酸、木素磺酸钠、塑料纤维(直径0.1mm，长度6mm)、水、硫酸溶液，混合和制而成，具体配方如表26所示：
表26 实施例26的铅酸蓄电池电极活性物质配方
组份 相对质量比例 平均粒径
PbO粉 1 12μm
0.1％ 35μm
2％ 350nm
0.03％ 200nm
硫酸钡 0.1％ 5μm
腐殖酸 0.2％ 100μm
木素磺酸钠 0.3％ 150μm
塑料纤维 0.3％
水 8％
硫酸溶液 10％ 1.28
制备方法：称取上述1质量份PbO粉、0.1％质量份TiH2/Al、2％质量份TiS2/Cu包覆型复合材料颗粒、0.03％质量份TiO2、0.1％质量份硫酸钡、0.2％质量份腐殖酸、0.3％质量份木素磺酸钠、0.3％质量份塑料纤维，倒入搅拌容器内，搅拌15min，混和均匀后，再加入8％质量份水、搅拌5min后，加入10％质量份(以硫酸计)硫酸溶液，通过硫酸溶液的加入速度来协助控制和制时的温度在40-55℃，搅拌15min，获得膏状的铅酸蓄电池活性物质。
将该活性物质应用于铅酸蓄电池的负极，可以使铅酸蓄电池负极的活性物质利用率提高20-45％,负极的电导率提高22-50％，负极的孔隙率增加34-58％,电池的重量、体积比能量增加12-28％,电池循环寿命延长27-68％，负极的低温性能提高19-43％。
实施例27
本实施例的铅酸蓄电池电极活性物质，由PbO粉、TiH2-聚乙烯、TiO-TiB2原子团簇混杂型复合材料颗粒、黑磷、塑料纤维(直径0.8m，长度5mm)、水、硫酸溶液混合和制而成，具体配方如表27所示：
表27 实施例27的铅酸蓄电池电极活性物质配方
组份 相对质量比例 平均粒径
PbO粉 1 25μm
0.2％ 50nm
2％ 500nm
黑磷 0.1％ 300μm
塑料纤维 0.2％
水 10％
硫酸溶液 10％ 1.3
制备方法：称取上述1质量份的PbO粉、0.2％质量份TiH2-聚乙烯、2％质量份TiO-TiB2原子团簇层面混杂型复合材料颗粒、0.1％质量份黑磷、0.2％质量份塑料纤维，倒入搅拌容器内，搅拌15min，混和均匀后，再加入10％质量份水，搅拌5min后，加入10％质量份(以硫酸计)硫酸溶液，注意通过硫酸溶液的加入速度来协助控制和制时的温度在40-55℃，搅拌15min，获得膏状的铅酸蓄电池活性物质。
将该活性物质应用于铅酸蓄电池的正极，可以使铅酸蓄电池正极的活性物质利用率提高28-55％,正极的电导率提高40-72％，正极的孔隙率增加31-60％,电池的重量、体积比能量增加16-29％,电池寿命延长24-66％，正极低温性能提高11-25％，正极的比功率提高35-85％。
实施例28
本实施例的铅酸蓄电池电极活性物质，由PbO粉、(TiO2)2-(TiB2)3/Ti/Al(包覆层/单层中间层/内核)包覆层为原子团簇层面混杂材料的包覆型复合材料颗粒、SiO2、SnSO4、MgSO4、塑料纤维(直径0.1mm，长度7mm)、水、硫酸溶液混合和制而成，具体配方如表28所示：
表28 实施例28的铅酸蓄电池电极活性物质配方
制备方法：称取上述1质量份PbO粉、15％质量份(TiO2)2-(TiB2)3/Ti/Al包覆型复合材料颗粒、0.03％质量份SiO2、0.2％质量份SnSO4、0.5％质量份MgSO4、0.1％质量份塑料纤维，倒入搅拌容器内，搅拌15min，混和均匀后，再加入11％质量份水、搅拌5min后，加入8％质量份(以硫酸计)硫酸溶液，注意通过硫酸溶液的加入速度来协助控制和制时的温度在40-55℃，搅拌15min，获得膏状的铅酸蓄电池活性物质。
将该活性物质应用于铅酸蓄电池的正极，可以使铅酸蓄电池正极的活性物质利用率提高39-65％,正极的电导率提高43-90％，正极的孔隙率增加33-67％,电池的重量、体积比能量增加24-38％,电池寿命延长29-77％，正极低温性能提高18-37％。

Claims (15)

1.铅酸蓄电池电极活性物质，其特征在于，所述电极活性物质配方中包括铅粉和复合材料颗粒；所述铅粉包括金属铅粉、球磨铅粉、巴顿铅粉、Pb2O粉、PbO粉、Pb2O3粉、Pb3O4粉、PbO2粉中的一种或多种；所述复合材料颗粒包括包覆型复合材料颗粒、混杂型复合材料颗粒中的一种或多种；所述包覆型复合材料颗粒包括包覆层和被包覆层全部或部分包裹着的内核；所述包覆层的材料包括非金属钛化合物、锡类材料的一种或多种；所述内核的材料为固体材料，包括与包覆层不同的非金属钛化合物、金属、合金、导电高分子、碳材料、半导体、导电陶瓷、压电材料、热电材料、有机聚合物、玻璃、SiO2、木质、纸质、盐、无机聚合物、正极添加剂、负极添加剂中的一种或多种；所述混杂型复合材料颗粒的混杂材料包括非金属钛化合与锡类材料混杂形成的材料、非金属钛化合物和锡类材料中的一种或多种与其它材料混杂形成的材料、上述混杂材料掺杂F、Sb、Sn、Ca、Bi、Co、Ca、Al、Mg、N、P、O、C中的一种或多种元素后形成的掺杂化合物中的一种或多种；形成混杂材料的混杂方式包括原子层面的混杂、原子团簇层面的混杂中的一种或多种；所述其它材料包括上述的内核材料。
2.根据权利要求1所述的活性物质，其特征在于，所述包覆层的材料还包括权利要求1中混杂型复合材料颗粒的混杂材料。
3.根据权利要求1所述的活性物质，其特征在于，所述非金属钛化合物包括钛的硫化物、氮化物、硼化物、碳化物、氢化物、氢氧化物、硅化物、亚氧化物、二氧化钛、上述化合物在原子微观层面或原子簇层面的共生共混物、上述化合物掺杂F、Sb、Sn、Ca、Bi、Co、Ca、Al、Mg、N、P、O、C中的一种或多种元素后形成的掺杂化合物中的一种或多种。
4.根据权利要求3所述的活性物质，其特征在于，钛的硫化物包括TiS、TiS2、Ti2S3、TiS3中的一种或多种；钛的氮化物包括TiN、TiN2、Ti2N、Ti3N、Ti4N、Ti3N4、Ti3N5、Ti5N6中的一种或多种；钛的硼化物包括Ti2B、TiB、TiB2、Ti2B5中的一种或多种；钛的碳化物包括TiC、非化学计量碳化钛中的一种或多种；钛的氢化物包括TiH、TiH2中的一种或多种；钛的氢氧化物包括Ti(OH)2、Ti(OH)3、H4TiO4、H3TiO3、多钛酸中的一种或多种；钛的硅化物包括TiSi、非化学计量硅化钛中的一种或多种；钛的亚氧化物包括TiO、Ti2O3、Ti3O5、Ti4O7、Ti5O9中的一种或多种。
5.根据权利要求3所述的活性物质，其特征在于，在原子微观层面的共生共混物包括：Ti-B-N、Ti-B-O、Sn-O-Ti类三元钛化合物，Ti-B-O-N类四元钛化合物；在原子簇层面的共生共混物包括：TiO2原子簇-TiB2原子簇类共生共混化合物、TiB2原子簇-TiN原子簇类共生共混化合物、TiO2原子簇-TiB2原子簇-TiN原子簇类共生共混化合物、TiO2原子簇-TiB2原子簇-TiC原子簇-TiN原子簇类共生共混化合物。
6.根据权利要求1所述的活性物质，其特征在于，所述锡类材料包括未掺杂的SnO2、SnSO4、SnO、Sn，及掺杂了F、Sb、Ca、Ti、Bi、Co、Ca、Al、Mg、N、P、O、C中的一种或多种元素的SnO2、SnSO4、SnO、Sn中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的活性物质，其特征在于，所述金属包括铝、铜、银、钛、铅、铁、锡中的一种或多种；所述合金包括铝合金、铜合金、银合金、钛合金、铅合金、铁合金、锡合金中的一种或多种。
8.根据权利要求1所述的活性物质，其特征在于，所述导电高分子包括共轭高聚物、掺杂型高聚物、电荷转移型复合物、光电导高聚物、高取向导电高聚物中的一种或多种；所述碳材料包括石墨、石墨烯、碳纳米管、活性碳、碳黑、乙炔黑中的一种或多种；所述半导体包括PbO2、SnO2、Si、单晶硅、多晶硅、掺杂硅中的一种或多种。
9.根据权利要求1所述的活性物质，其特征在于，所述正极添加剂包括导电剂、增孔剂、分散剂、发泡剂、正极板栅防腐剂、抗钝化剂、抗早期容量衰减剂、循环寿命改善剂、自放电抑制剂、防正极活性物质软化脱落剂、粘合剂中的一种或多种；所述负极添加剂包括有导电剂、增孔剂、分散剂、发泡剂、膨胀剂、析氢阻化剂、低温性能提高剂、阻氧剂、抗硫酸盐化剂、自放电抑制剂、粘合剂中的一种或多种；添加的正、负极添加剂总质量为铅粉质量的0.01％-30％。
10.根据权利要求1所述的活性物质，其特征在于，所述复合材料颗粒的包覆层和内核之间还可以插入一层以上的中间层，所述中间层的材料包括能够用作包覆层的材料、能够用作内核的材料、钛类添加剂、锡类添加剂、正极添加剂、负极添加剂、硫酸中的一种或多种。
11.根据权利要求1所述的活性物质，其特征在于，所述复合材料颗粒的原子团簇层面混杂材料的各原材料之间的混杂方式还包括两种或两种以上的材料层彼此交替叠加实现混杂的方式。
12.根据权利要求1所述的活性物质，其特征在于，所述电极活性物质的配方中还包括有水、硫酸、正极添加剂、负极添加剂、钛类添加剂、锡类添加剂、经掺杂的钛类添加剂、经掺杂的锡类添加剂中的一种或多种。
13.根据权利要求10或12所述的活性物质，其特征在于，所述钛类添加剂包括钛、TiO2、非化学计量氧化钛中的一种或多种；所述非化学计量氧化钛包括TiO、Ti2O3、Ti3O5、Ti4O7、Ti5O9中的一种或多种；所述锡类添加剂包括SnO2、SnSO4、SnO中的一种或多种。
14.根据权利要求12所述的活性物质，其特征在于，水的添加量不超过铅粉质量的60％，硫酸的添加量不超过铅粉质量的50％，钛类添加剂、锡类添加剂、经掺杂的钛类添加剂、经掺杂的锡类添加剂的添加量为铅粉质量的0.01％-15％，掺杂元素包括F、Sb、Sn、Ca、Bi、Co、Ca、Al、Mg、N、P、O、C中的一种或多种。
15.根据权利要求1-11任一项所述的活性物质，其特征在于，所述复合材料颗粒的物理尺寸为1nm-10cm，所述内核为实心、空心或镂空态，复合材料颗粒的质量为铅粉质量的0.01％-100％。
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