CN107845777B - 铅碳电池复合负极的制备方法及其复合负极和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种铅碳电池复合负极的制备方法及其负极和应用。首先通过在多孔碳中原位生成硫酸铅的方法提高碳材料堆积密度，减小碳材料与铅粉的密度差，然后将改性活性炭与铅粉、添加剂采用剪切法实现均匀混合，从而制备出高性能的铅炭电池复合负极。本发明所涉及方法制备的铅碳电池复合负极具有比传统铅酸电池高的充放电可逆性、充放电循环寿命和充电接收能力，易于实现规模化生产的特点。

Description

铅碳电池复合负极的制备方法及其复合负极和应用
技术领域
本发明属于铅碳电池及铅酸电池技术领域，具体涉及一种铅炭电池负极的制备方法及其在铅碳电池中的应用。
背景技术
铅碳电池是一种将超级电容器与铅酸蓄电池相结合而构成的新型储能器件。铅酸蓄电池作为能源，超级电容器作为脉冲动力，对电池的性能进行了改良，从而弥补了普通阀控式铅酸蓄电池不能应对各种复杂使用条件的不足。在铅碳电池中，超级电容器与铅酸电池两种储能方式以内结合方式集成，不需要特殊的外加电子控制电路，使得电池的尺寸得到了控制，系统得到简化，从而降低储能成本。
内混型铅碳电池是指在铅负极中掺入少量的碳材料而使其性能得到改善和寿命得到延长的铅酸蓄电池。关于何种碳材料适合于作为 NAM的添加剂，虽然已有较多的研究，但截止到目前尚无统一的结论。不同研究者得出的结论相差较大，甚至是相互矛盾。不同形态的石墨、炭黑和活性炭提升铅碳电池负极性能的作用均有报道。如 Spence等观察到添加片状石墨的负极性能最好，而Valenciano则发现掺入片状石墨会降低负极的性能。Shiomi等认为碳在PbSO4晶体间形成导电网络，从而使负极板的充电接受能力得到提升。Ohmae等认为高导电性碳材料加入到NAM中可以延缓硫酸盐化过程，即作为导体的碳材料抑制了负极板内与铅绝缘，在充电过程中不能被还原的 PbSO4晶体的生成。Boden等观察到通过消除PbSO4在负极表面上产生的积累而使电池的寿命得到延长。Pavlov认为在充电过程中，PbSO4的还原在NAM中的铅和碳的表面并行。所以碳的作用是提高负极的中的电化学活性面积，从而使充电更完全，使电极的容量得到提高。此外，碳材料还起到减小NAM孔径的作用。一旦孔径减小到1.5μm 以下，硫酸往孔内扩散的过程将受到制约，在操作过程中将生成PbO，而不是PbSO4。
在铅酸电池负极中引入碳材料，除了能够减缓负极的硫酸盐化，提高电池的循环寿命外，还因其能够提高放电状态电极的导电性，引入电容特性，从而在一定程度上提高电极的充电接受能力。
要充分发挥碳材料在铅酸电池负极中的有益作用，必须解决碳材料难以均匀掺入问题。但采用机械法将碳材料与铅粉进行混合，由于二者密度相差过大，很难得到成分均匀一致的粉料。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明旨在提供一种高均匀性高性能铅炭电池复合负极制备方法，该方法具有工艺简单，易于大规模工业化生产等特点。
为实现上述目的，本发明采用的具体技术方案如下，
一种铅碳电池复合负极的制备方法，该方法包括如下步骤：
(1)按照终产物中硫酸铅与碳材料的质量比为1∶100～95∶100，称取所需相应质量的可溶性铅盐和碳材料；
(2)将可溶性铅盐溶于溶剂中，搅拌使其完全溶解，得到铅盐溶液，溶液的浓度控制在0.01mol/L到铅盐饱和溶解度之间；
(3)将碳材料加入到可溶性铅盐溶液中，搅拌均匀；
(4)将硫酸与可溶性铅盐完全反应所需的量加入到步骤(3)得到的碳材料与可溶性铅盐复合物中，充分搅拌使硫酸与可溶性铅盐完全反应；所用硫酸的密度为1.05～1.85g/cm3(25℃)；
(5)将步骤(4)得到产物在10～200℃下进行干燥，研磨均匀，得到硫酸铅改性的多孔碳材料；
(6)将硫酸铅改性的多孔碳材料、添加剂、短纤维和铅粉按 (0.1～30)∶(0.1-20)∶(0.1～10)∶(50～99)质量比例采用高速剪切搅拌机进行混合，搅拌桨的转速为10～50000转/分，搅拌时间为 0.1～500min；
(7)向步骤(6)得到的混合料中加入水和硫酸，充分搅拌制备铅膏；水的加入量占步骤(6)得到的混合料质量的0.5～50％，硫酸的加入量步骤(6)得到的混合料质量的1～30％，硫酸的密度为 1.05～1.85g/cm3；
(8)将铅膏刮涂到板栅上，经固化干燥得到铅碳电池负极生极片；生极片上铅膏厚度为0.1～10mm；固化温度为10～100℃，相对湿度为10～100％，固化时间为1-50h；干燥温度为10～200℃，相对湿度为0～80％，干燥时间为1-50h。
步骤(1)中的碳材料为活性炭、有序介孔碳、多孔碳、碳纳米管、石墨稀中的一种或多种。
步骤(1)中的可溶性铅盐为硝酸铅、乙酸铅、乙醇铅中的一种或多种。
步骤(2)中的溶剂为水、甲醇、乙醇中的一种或多种。
步骤(6)中的短纤维为聚丙烯、晴纶纤维中的一种或两种，长度为1-10mm；添加剂为硫酸钡、腐殖酸中的一种或两种。
由上述制备方法制备获得的铅碳电池复合负极适用于在铅碳电池中的应用。
本发明的有益效果：
1)本发明的铅碳电池复合负极制备，首先通过在多孔碳中原位生成硫酸铅的方法提高碳材料堆积密度，减小碳材料与铅粉的密度差，然后将改性活性炭与铅粉、添加剂采用剪切法实现均匀混合，从而制备出高性能的铅炭电池复合负极。该方法的特点是首先将可溶性铅盐浸渍到多孔碳材料的空隙中，然后加入硫酸，使孔隙中的铅盐与硫酸反应原位生成密度较大的硫酸铅。硫酸铅的引入可以显著提高多孔碳材料的堆积密度，能够高效抑制充电过程中的析氢反应。通过高速剪切法可以高效地实现硫酸铅修饰碳材料与铅粉均匀混合。以这种方法制备的铅碳电池负极析氢电流小于直接掺加多孔碳的铅碳电池负极。
2)采用本发明所涉及方法制备的铅碳电池复合负极具有比传统铅酸电池高的充放电可逆性、充放电循环寿命和充电接收能力。
3)本发明所涉及的铅碳电池复合负极制备方法工艺与设备简单，易于实现规模化工业生产。
附图说明
图1采用本发明方法制备的铅碳电池复合负极中碳材料的堆积密度随硫酸铅含量变化规律；
图2采用含20wt％PbSO4活性碳作添加剂的铅碳电池负极的电化学性能(a)不同电位扫描速度下的线性极化曲线；(b)不同电位扫描速度下循环伏安曲线；
图3采用含40wt％PbSO4活性碳作添加剂的铅碳电池负极的电化学性能(a)不同电位扫描速度下的线性极化曲线；(b)不同电位扫描速度下循环伏安曲线；
图4采用含60wt％PbSO4活性碳作添加剂的铅碳电池负极的电化学性能(a)不同电位扫描速度下的线性极化曲线；(b)不同电位扫描速度下循环伏安曲线；
图5采用含80wt％PbSO4活性碳作添加剂的铅碳电池负极的电化学性能(a)不同电位扫描速度下的线性极化曲线；(b)不同电位扫描速度下循环伏安曲线；
图6采用直接掺加活性炭的铅碳电池负极的电化学性能(a) 不同电位扫描速度下的线性极化曲线；(b)不同电位扫描速度下循环伏安曲线；
图7铅酸电池负极的电化学性能(a)不同电位扫描速度下的线性极化曲线；(b)不同电位扫描速度下循环伏安曲线。
具体实施方式
下面的实施例将对本发明予以进一步的说明，但并不因此而限制本发明的权利要求。
下述实施例涉及的铅碳电池复合负极的具体制备过程与表征方法如下：
(1)将硝酸铅溶于去离子水，然后将活性炭加入到硝酸铅溶液中对铅离子进行吸附，最后加入硫酸使被活性炭吸附的铅离子转变成硫酸铅沉淀；
(2)将活性炭/硫酸铅复合物在一定温度下进行干燥，然后将得到的产物在较高温度下进行处理，除去其中的硝酸根；
(3)将PbSO4改性活性炭、添加剂和短纤维按着一定的比例加入到铅粉中，使用高速搅拌机进行预混，得到铅碳电池负极粉料；
(4)边搅拌边快速向负极粉料中加入0.1～10％去离子水，搅拌均匀后，边搅拌边缓慢加入0.1～10％的硫酸，搅拌均匀，制成铅膏。铅膏的密度控制在4.0-5.0g/cm3；
(5)将铅膏刮涂到铅板栅上，在一定温度和湿度下进行固化和干燥。固化温度40℃，湿度为80％，固化时间为20小时；干燥温度为 80℃，时间为24小时；
(6)将制备好的负极生极板与正极生极板构成全电池进行化成；
(7)构建三电极体系对化成后负极的电化学性能进行表征，采用汞/硫酸汞电极做参比电极，所用表征方法包括线性扫描和循环伏安。线性扫描测试所采用的电位窗口为开路电压(OCV)到-1.5V，循环伏安测试所采用的电位窗口为0到-1.5V。
实施例1
称取分析纯的硝酸铅1.1032g，将其加入到100mL去离子水中，充分搅拌至完全溶解，得到硝酸铅溶液。将4.0g电容活性炭加入到硝酸铅溶液中，充分搅边至活性炭被完全浸润并均匀分散于硝酸铅溶液中，然后边搅拌边滴加0.97g密度为1.245g/mL(25℃)的硫酸，继续搅拌10min，使反应进行完全。过滤分离后，将得到的复合材料在100℃下干燥2h，除去其中的水分。最后将干燥产物在氮气保护下在210℃下处理2h，除去其中的硝酸根，得到硫酸铅含量为20％的硫酸铅改性的活性炭复合材料。硫酸铅改性的活性炭的堆积密度采用GB/T 16913.3-1997粉尘物性试验方法第3部分：堆积密度的测定-自然堆积法进行测定，测试结果如图1所示。将100g铅粉、 1.2523g硫酸铅改性的活性炭、1.4g硫酸钡、0.05g长度为5mm的聚丙烯短纤维用高速搅拌机进行预混。边搅拌边向预混的粉料中加入 9.0g去离子水。搅拌均匀后，边搅拌边缓慢滴加密度为1.40g/mL (25℃)的硫酸，控制物料的温度不高于65℃，持续搅拌30min得到铅膏。将铅膏刮涂到金属铅板栅上，经干燥固化得到铅碳电池负极。采用相同的工艺制备铅酸电池正极。以上述制备的铅碳电池负极做工作电极，铅酸电池正极作对电极，饱和硫酸汞电极作参比电极构成三电极体系，对制备的铅碳电池负极进行电化学表征。线性扫描极化曲线的电位窗口为开路电位到-1.5V。循环伏安测试的电位窗口为0到 -1.5V。图2所示为采用含20％PbSO4活性炭作添加剂的铅碳电池负极的电化学性能表征结果。和未掺加活性炭及掺加1.0％未改性活性炭的铅碳电池负极(对比实施例1，图6)及铅酸电池负极(对比实施例2，图7)相比，掺加含20％PbSO4活性炭的负极(活性炭掺加量为1.0％)具有更高的充放电峰值电流。说明采用含20％PbSO4活性炭作添加剂的铅碳电池负极具有更高的充放电活性。和未掺加活性炭及掺加1.0％未改性活性炭的铅碳电池负极(对比实施例1)相比，掺加20％PbSO4活性炭的负极(活性炭掺加量为1.0％)具有更低的析氢电流，说明活性炭被原位生成的硫酸铅所毒化。
实施例2
称取分析纯的硝酸铅2.2064g，将其加入到100mL去离子水中，充分搅拌至完全溶解，得到硝酸铅溶液。将3g电容活性炭加入到硝酸铅溶液中，充分搅边至活性炭被完全浸润并均匀分散于硝酸铅溶液中，然后边搅拌边滴加1.94g密度为1.245g/mL(25℃)的硫酸，继续搅拌10min，使反应进行完全。过滤分离后，将得到的复合材料在100℃下干燥2h，除去其中的水分。最后将干燥产物在氮气保护下在210℃下处理2h，除去其中的硝酸根，得到硫酸铅含量为 40％的硫酸铅改性的活性炭复合材料。硫酸铅改性的活性炭的堆积密度采用GB/T 16913.3-1997粉尘物性试验方法第3部分：堆积密度的测定-自然堆积法进行测定，测试结果如图1所示。将100g铅粉、1.732 g 40％硫酸铅改性的活性炭、1.4g硫酸钡、0.05g长度为5mm的聚丙烯短纤维用高速搅拌机进行预混。边搅拌边向预混的粉料中加入 9.0g去离子水。搅拌均匀后，边搅拌边缓慢滴加密度为1.40g/mL (25℃)的硫酸，控制物料的温度不高于65℃，持续搅拌30min得到铅膏。将铅膏刮涂到金属铅板栅上，经干燥固化得到铅碳电池负极。采用相同的工艺制备铅酸电池正极。以上述制备的铅碳电池负极做工作电极，铅酸电池正极作对电极，饱和硫酸汞电极作参比电极构成三电极体系，对制备的铅碳电池负极进行电化学表征。线性扫描极化曲线的电位窗口为开路电位到-1.5V。循环伏安测试的电位窗口为0到 -1.5V。图3所示为采用含40％PbSO4活性炭作添加剂的铅碳电池负极的电化学性能表征结果。和未掺加活性炭及掺加1.0％未改性活性炭的铅碳电池负极(对比实施例1)及铅酸电池负极(对比实施例2) 相比，掺加40％PbSO4活性炭的负极(活性炭掺加量为1.0％)具有更高的充放电峰值电流。说明采用含40％PbSO4活性炭作添加剂的铅碳电池负极具有更高的充放电活性。和未掺加活性炭及掺加1.0％未改性活性炭的铅碳电池负极(对比实施例1)相比，掺加40％PbSO4活性炭的负极(活性炭掺加量为1.0％)具有更低的析氢电流，说明活性炭被原位生成的硫酸铅所毒化。
实施例3
称取分析纯的硝酸铅3.3096g，将其加入到100mL去离子水中，充分搅拌至完全溶解，得到硝酸铅溶液。将2.0g电容活性炭加入到硝酸铅溶液中，充分搅边至活性炭被完全浸润并均匀分散于硝酸铅溶液中，然后边搅拌边滴加2.91g密度为1.245g/mL(25℃)的硫酸，继续搅拌10min，使反应进行完全。过滤分离后，将得到的复合材料在100℃下干燥2h，除去其中的水分。最后将干燥产物在氮气保护下在210℃下处理2h，除去其中的硝酸根，得到硫酸铅含量为60％的硫酸铅改性的活性炭复合材料。硫酸铅改性的活性炭的堆积密度采用GB/T 16913.3-1997粉尘物性试验方法第3部分：堆积密度的测定- 自然堆积法进行测定，测试结果如图1所示。将100g铅粉、2.5279g 60％硫酸铅改性的活性炭、1.4g硫酸钡、0.05g长度为5mm的聚丙烯短纤维用高速搅拌机进行预混。边搅拌边向预混的粉料中加入9.0g 去离子水。搅拌均匀后，边搅拌边缓慢滴加密度为1.40g/mL(25℃) 的硫酸，控制物料的温度不高于65℃，持续搅拌30min得到铅膏。将铅膏刮涂到金属铅板栅上，经干燥固化得到铅碳电池负极。采用相同的工艺制备铅酸电池正极。以上述制备的铅碳电池负极做工作电极，铅酸电池正极作对电极，饱和硫酸汞电极作参比电极构成三电极体系，对制备的铅碳电池负极进行电化学表征。线性扫描极化曲线的电位窗口为开路电位到-1.5V。循环伏安测试的电位窗口为0到-1.5V。图4所示为采用含60％PbSO4活性炭作添加剂的铅碳电池负极的电化学性能表征结果。和为掺加活性炭及掺加1.0％未改性活性炭的铅碳电池负极(对比实施例1)及铅酸电池负极(对比实施例2)相比，掺加含60％PbSO4活性炭的负极(相当于活性炭掺加量为1.0％)具有更高的充放电峰值电流。说明采用含60％PbSO4活性炭作添加剂的铅碳电池负极具有更高的充放电活性。和未掺加活性炭及掺加1.0％未改性活性炭的铅碳电池负极(对比实施例1)相比，掺加60％PbSO4活性炭的负极(活性炭掺加量为1.0％)具有更低的析氢电流，说明活性炭被原位生成的硫酸铅所毒化。
实施例4
称取分析纯的硝酸铅4.4128g，将其加入到100mL去离子水中，充分搅拌至完全溶解，得到硝酸铅溶液。将1.0g电容活性炭加入到硝酸铅溶液中，充分搅边至活性炭被完全浸润并均匀分散于硝酸铅溶液中，然后边搅拌边滴加2.91g密度为1.245g/mL(25℃)的硫酸，继续搅拌10min，使反应进行完全。过滤分离后，将得到的复合材料在100℃下干燥2h，除去其中的水分。最后将干燥产物在氮气保护下在210℃下处理2h，除去其中的硝酸根，得到硫酸铅含量为80％的硫酸铅改性的活性炭复合材料。硫酸铅改性的活性炭的堆积密度采用GB/T 16913.3-1997粉尘物性试验方法第3部分：堆积密度的测定- 自然堆积法进行测定，测试结果如图1所示。将100g铅粉、5.1517g 60％硫酸铅改性的活性炭、1.4g硫酸钡、0.05g长度为5mm的聚丙烯短纤维用高速搅拌机进行预混。边搅拌边向预混的粉料中加入9.0g 去离子水。搅拌均匀后，边搅拌边缓慢滴加密度为1.40g/mL(25℃) 的硫酸，控制物料的温度不高于65℃，持续搅拌30min得到铅膏。将铅膏刮涂到金属铅板栅上，经干燥固化得到铅碳电池负极。采用相同的工艺制备铅酸电池正极。以上述制备的铅碳电池负极做工作电极，铅酸电池正极作对电极，饱和硫酸汞电极作参比电极构成三电极体系，对制备的铅碳电池负极进行电化学表征。线性扫描极化曲线的电位窗口为开路电位到-1.5V。循环伏安测试的电位窗口为0到-1.5V。图5所示为采用含80％PbSO4活性炭作添加剂的铅碳电池负极的电化学性能表征结果。和为掺加活性炭及掺加1.0％未改性活性炭的铅碳电池负极(对比实施例1)及铅酸电池负极(对比实施例2)相比，掺加含80％PbSO4活性炭的负极(相当于活性炭掺加量为1.0％)具有更高的充放电峰值电流。说明采用含80％PbSO4活性炭作添加剂的铅碳电池负极具有更高的充放电活性。和未掺加活性炭及掺加1.0％未改性活性炭的铅碳电池负极(对比实施例1)相比，掺加80％PbSO4活性炭的负极(活性炭掺加量为1.0％)具有更低的析氢电流，说明活性炭被原位生成的硫酸铅所毒化。
对比例1
将100g铅粉、1.0g活性炭、1.4g硫酸钡、0.05g长度为5mm 的聚丙烯短纤维用高速搅拌机进行预混。边搅拌边向预混的粉料中加入9.0g去离子水。搅拌均匀后，边搅拌边缓慢滴加密度为1.40g/mL (25℃)的硫酸，控制物料温度不高于65℃，持续搅拌30min得到铅膏。将铅膏刮涂到金属铅板栅上，经干燥固化得到铅碳电池负极。采用相同的工艺制备铅酸电池正极。以上述制备的铅碳电池负极做工作电极，铅酸电池正极作对电极，饱和硫酸汞电极作参比电极构成三电极体系，对制备的铅碳电池负极进行电化学表征。线性扫描极化曲线的电位窗口为开路电位到-1.5V。循环伏安测试的电位窗口为0到 -1.5V。图6所示为掺加1.0％活性炭的铅碳电池负极的电化学性能。和掺加硫酸铅改性的活性炭的铅碳电池负极(实施例1-4)相比，掺加未改性活性炭的负极(相当于活性炭掺加量为1.0％)充放电峰值电流较低，且析氢电流较大。说明采用PbSO4对活性炭进行毒化和增重改性，有利于抑制电极析氢反应，提高电极的充放电反应活性。
对比例2
将100g铅粉、1.4g硫酸钡、0.05g长度为5mm的聚丙烯短纤维用高速搅拌机进行预混。然后边搅拌边向预混的粉料中加入 9.0g去离子水。搅拌均匀后，再边搅拌边缓慢滴加密度为1.40g/mL (25℃)的硫酸，控制物料的温度不高于65℃，持续搅拌30min得到铅膏。将铅膏刮涂到金属铅板栅上，经干燥固化得到铅碳电池负极。采用相同的工艺制备铅酸电池正极。以上述制备的铅碳电池负极做工作电极，铅酸电池正极作对电极，饱和硫酸汞电极作参比电极构成三电极体系，对制备的铅碳电池负极进行电化学表征。线性扫描极化曲线的电位窗口为开路电位到-1.5V。循环伏安测试的电位窗口为0到 -1.5V。图7所示为本实施例制备铅酸电池负极的电化学性能表征结果。可以看出，虽然普通铅酸电池负极的析氢电流电流较低，但其充放电电流较低，说明电极活性较铅碳电池负极低。此外，充放电过程峰值电流之比较小，充电反应较放电反应难以进行，铅酸电池电极的充放电反应可逆性差，容易造成循环过程中硫酸铅的不断积累及其颗粒的逐渐长大，缩短电池的寿命。和本对比实施例相比，本发明实施例的提供的铅碳电池负极具有更高的充放电可逆性。采用本发明提供的方法制备铅碳电池负极，可以显著提高铅碳电池的充放电可逆性，从而提高铅碳电池的循环寿命。

Claims (4)

1.一种铅碳电池复合负极的制备方法，该方法包括如下步骤：
称取分析纯的硝酸铅1.1032 g，将其加入到100 mL去离子水中，充分搅拌至完全溶解，得到硝酸铅溶液；将4.0 g电容活性炭加入到硝酸铅溶液中，充分搅边至活性炭被完全浸润并均匀分散于硝酸铅溶液中，然后边搅拌边滴加0.97 g 在25℃时密度为1.245 g/mL的硫酸，继续搅拌10 min，使反应进行完全；过滤分离后，将得到的复合材料在100℃下干燥2 h，除去其中的水分；最后将干燥产物在氮气保护下在210℃下处理2 h，除去其中的硝酸根，得到硫酸铅含量为20%的硫酸铅改性的活性炭复合材料；将100 g铅粉、1.2523 g硫酸铅改性的活性炭、1.4 g硫酸钡、0.05 g长度为5 mm的聚丙烯短纤维用高速搅拌机进行预混，边搅拌边向预混的粉料中加入9.0 g去离子水；搅拌均匀后，边搅拌边缓慢滴加在25℃下密度为1.40 g/mL的硫酸，控制物料的温度不高于65 ℃，持续搅拌30 min得到铅膏；将铅膏刮涂到金属铅板栅上，经干燥固化得到铅碳电池负极。
2.一种铅碳电池复合负极的制备方法，该方法包括如下步骤：
称取分析纯的硝酸铅2.2064 g，将其加入到100 mL去离子水中，充分搅拌至完全溶解，得到硝酸铅溶液；将3 g电容活性炭加入到硝酸铅溶液中，充分搅边至活性炭被完全浸润并均匀分散于硝酸铅溶液中，然后边搅拌边滴加1.94 g在25℃时密度为1.245 g/mL的硫酸，继续搅拌10 min，使反应进行完全；过滤分离后，将得到的复合材料在100℃下干燥2 h，除去其中的水分；最后将干燥产物在氮气保护下在210℃下处理2 h，除去其中的硝酸根，得到硫酸铅含量为40%的硫酸铅改性的活性炭复合材料；将100 g铅粉、1.732 g 40%硫酸铅改性的活性炭、1.4 g硫酸钡、0.05 g长度为5 mm的聚丙烯短纤维用高速搅拌机进行预混；边搅拌边向预混的粉料中加入9.0 g去离子水；搅拌均匀后，边搅拌边缓慢滴加在25℃下密度为1.40 g/mL的硫酸，控制物料的温度不高于65℃，持续搅拌30 min得到铅膏；将铅膏刮涂到金属铅板栅上，经干燥固化得到铅碳电池负极。
3.一种铅碳电池复合负极的制备方法，该方法包括如下步骤：
称取分析纯的硝酸铅3.3096 g，将其加入到100 mL去离子水中，充分搅拌至完全溶解，得到硝酸铅溶液；将2.0 g电容活性炭加入到硝酸铅溶液中，充分搅边至活性炭被完全浸润并均匀分散于硝酸铅溶液中，然后边搅拌边滴加2.91 g在25℃时密度为1.245 g/mL的硫酸，继续搅拌10 min，使反应进行完全；过滤分离后，将得到的复合材料在100℃下干燥2 h，除去其中的水分；最后将干燥产物在氮气保护下在210℃下处理2 h，除去其中的硝酸根，得到硫酸铅含量为60%的硫酸铅改性的活性炭复合材料；将100 g铅粉、2.5279 g 60%硫酸铅改性的活性炭、1.4 g硫酸钡、0.05 g长度为5 mm的聚丙烯短纤维用高速搅拌机进行预混；边搅拌边向预混的粉料中加入9.0 g去离子水；搅拌均匀后，边搅拌边缓慢滴加在25℃下密度为1.40 g/mL的硫酸，控制物料的温度不高于65℃，持续搅拌30 min得到铅膏；将铅膏刮涂到金属铅板栅上，经干燥固化得到铅碳电池负极。
4.一种铅碳电池复合负极的制备方法，该方法包括如下步骤：
称取分析纯的硝酸铅4.4128 g，将其加入到100 mL去离子水中，充分搅拌至完全溶解，得到硝酸铅溶液；将1.0 g电容活性炭加入到硝酸铅溶液中，充分搅边至活性炭被完全浸润并均匀分散于硝酸铅溶液中，然后边搅拌边滴加2.91 g在25℃时密度为1.245 g/mL的硫酸，继续搅拌10 min，使反应进行完全；过滤分离后，将得到的复合材料在100℃下干燥2 h，除去其中的水分；最后将干燥产物在氮气保护下在210℃下处理2 h，除去其中的硝酸根，得到硫酸铅含量为80%的硫酸铅改性的活性炭复合材料；将100 g铅粉、5.1517 g 80%硫酸铅改性的活性炭、1.4 g硫酸钡、0.05 g长度为5 mm的聚丙烯短纤维用高速搅拌机进行预混；边搅拌边向预混的粉料中加入9.0 g去离子水；搅拌均匀后，边搅拌边缓慢滴加在25℃下密度为1.40 g/mL的硫酸，控制物料的温度不高于65℃，持续搅拌30 min得到铅膏；将铅膏刮涂到金属铅板栅上，经干燥固化得到铅碳电池负极。
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