CN108493448A - 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 - Google Patents

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 Download PDF

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Abstract

本发明提供了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。所述铅炭电池负极铅膏以重量份计包括以下组分：铅粉85‑100份，改性活性炭0.5‑2份，硫酸4‑8份，硫酸钡0.1‑2份，木质素磺酸钠0.05‑1份，腐殖酸0.1‑0.3份，短纤维0.05‑1份，水8‑15份。所述制备方法包括：取配比量的铅粉、改性活性炭、硫酸、硫酸钡、木质素磺酸钠、腐殖酸、短纤维和水，进行混合，得到所述铅炭电池负极铅膏。本发明提供的铅炭电池负极极板包含所述铅炭电池负极铅膏，铅炭电池包含所述铅炭电池负极极板。本发明提供的负极铅膏抑制了析氢反应的发生，提高了炭材料在负极板中的利用率。

Description

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
技术领域
本发明属于铅酸蓄电池技术领域，具体涉及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。
背景技术
能源和环境是当今社会面临的两大主要难题，为缓解能源和环境危机，我国正大力发展太阳能、风能等可再生能源，然而这类清洁能源的输出功率具有间歇性和波动性，不能满足负荷侧的用电需求，借助电池储能技术可以有效弥补这些不足。目前电化学储能主要分为铅酸电池、镍氢电池、锂离子电池和超级电容器等几大类型，其中铅酸电池具有原材料丰富、成本低廉、安全性好、技术完善和再生回收率高等优点，是使用量最大的二次电池，迄今为止已有150多年的发展历史，被广泛应用于电力、通讯、交通、航空等各个领域。但是，传统的铅酸电池在高倍率部分荷电态(HRPSoC)下容易发生不可逆硫酸盐化，造成电池循环性能下降，影响其使用寿命。
铅炭电池是在铅蓄电池负极中引入具有高比表面积、高导电性炭材料。炭材料的加入一方面可以增加负极板的导电性和铅的分散性，进而提高铅活性物质的利用率，改善电池的充电接受能力；另一方面也可有效抑制硫酸铅晶体的生长变大，延长电池的循环性能。但是炭材料在硫酸中的化学性质不稳定，尤其是在电池进行大电流充电时，部分炭会被硫酸逐渐氧化，引起过度析氢，导致电解液水分流失，降低炭材料在负极板中抑制硫酸盐化的有益作用。
为有效改善铅炭电池存在的上述问题，科研工作者们进行了大量尝试试验。专利CN 105449176 A指出对负极炭材料进行改性处理，即通过提高活性炭的亲水性并负载抑制析氢反应的有机铋，进而提高铅膏的紧密性和充电性能。另外一项专利CN 104993128 A提出采用一种高定向热解石墨板作为正极，以铅板为辅助电极，在电解液中电解，再进行分散，这也可以在一定程度上提高负极板的析氢电位。但上述方案对于炭材料对负极活性物质带来的不利影响均没有进行很充足的研究，并且在循环次数上还有待提高。
因此，开发一种高性能的铅炭电池对于本领域仍有重要的意义。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供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，提高炭材料在铅炭电池中的利用率，实现电池电化学性能的提高，解决现有铅炭电池存在的过度析氢问题。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供一种铅炭电池负极铅膏，所述铅炭电池负极铅膏以重量份计包括以下组分：
所述铅炭电池负极铅膏中，以重量份计，铅粉重量份数为85-100份，例如85份、87份、90份、95份或100份等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
所述改性活性炭的重量份数为0.5-2份，例如0.5份、0.8份、1份、1.5份、1.8份或2份等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
所述硫酸的重量份数为4-8份，例如4份、5份、6份、7份或8份等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
所述硫酸钡的重量份数为0.1-2份，例如0.1份、0.3份、0.5份、0.7份、1份、1.5份或2份等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
所述木质素磺酸钠的重量份数为0.05-1份，例如0.05份、0.06份、0.07份、0.08份、0.09份或1份等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
所述腐殖酸的重量份数为0.1-0.3份，例如0.1份、0.15份、0.2份、0.25份或0.3份等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
所述短纤维的重量份数为0.05-1份，例如0.05份、0.06份、0.07份、0.08份、0.09份或1份等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
所述水的重量份数为8-15份，例如8份、9份、10份、11份、12份、13份、14份或15份等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明提供的铅炭电池负极铅膏中，改性活性炭在硫酸电解液中的化学性质较普通未改性的活性炭更稳定，很好地抑制了析氢反应的发生，提高了炭材料在负极板中的利用率。本发明提供的铅炭电池负极铅膏能够使铅炭电池获得更好的循环使用性能。
以下作为本发明优选的技术方案，但不作为对本发明提供的技术方案的限制，通过以下优选的技术方案，可以更好的达到和实现本发明的技术目的和有益效果。
作为本发明优选的技术方案，所述改性活性炭为表面氧化改性的活性炭。表面氧化改性之后的活性炭，其表面含氧官能团(如羧基、酚羟基、酯基等)的含量得到提高，还原性得到抑制，在硫酸电解液中的化学稳定性更加优良。
优选地，所述改性活性炭的原材料包括生物质，树脂或矿物质中的任意一种或至少两种的组合，优选为生物质。
优选地，所述硫酸的密度为1.35-1.45g/mL，例如1.35g/mL、1.37g/mL、1.39g/mL、1.41g/mL、1.43g/mL或1.45g/mL等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述短纤维的直径为10-30μm，例如10μm、15μm、20μm、25μm或30μm等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用，长度为10-30mm，例如10mm、15mm、20mm、25mm或30mm等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述短纤维为聚酯短纤维或聚丙烯腈短纤维。
优选地，所述水为去离子水。
优选地，所述铅炭电池负极铅膏的密度为3-4.8g/mL，例如3g/mL、3.5g/mL、4g/mL、4.5g/mL或4.8g/mL等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案，所述铅炭电池负极铅膏以重量份计，还包括：
十八烷基二羟乙基氧化胺0.01-0.03份。
所述十八烷基二羟乙基氧化胺的重量份数为0.01-0.03份，例如0.01份、0.015份、0.02份、0.025份或0.03份等，并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。本发明中，加入十八烷基二羟乙基氧化胺，可以与其他组分之间起到很好的协同作用，虽然加入量很少，但是却进一步提高了循环稳定性。
作为本发明优选的技术方案，所述铅炭电池负极铅膏以重量份计包括以下组分：
所述改性活性炭为表面氧化改性生物质活性炭，所述硫酸的密度为1.35g/mL。
第二方面，本发明提供一种如第一方面所述铅炭电池负极铅膏的制备方法，所述方法包括以下步骤：取配比量的铅粉、改性活性炭、硫酸、硫酸钡、木质素磺酸钠、腐殖酸、短纤维和水，进行混合，得到所述铅炭电池负极铅膏。
本发明提供的铅炭电池负极铅膏制备方法简单，生产成本相对较低，适于进行产业化大规模生产。
作为本发明优选的技术方案，所述进行混合为进行搅拌混合。
优选地，所述短纤维为聚酯或聚丙烯腈短纤维，直径为10-30μm，例如10μm、15μm、20μm、25μm或30μm等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用，长度为10-30mm，例如10mm、15mm、20mm、25mm或30mm等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述短纤维为聚酯短纤维或聚丙烯腈短纤维。
优选地，所述硫酸的密度为1.35-1.45g/mL，例如1.35g/mL、1.37g/mL、1.39g/mL、1.41g/mL、1.43g/mL或1.45g/mL等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述水为去离子水。
优选地，所述制备方法还包括：进行混合前，加入配比量的十八烷基二羟乙基氧化胺。
优选地，所述制备方法中，进行混合的顺序为：将配比量的改性活性炭与水进行混合，得到第一混合浆料；将配比量的铅粉加入第一混合浆料中，进行混合，得到第二混合浆料；向第二混合浆料中加入配比量的硫酸钡、木质素磺酸钠、腐殖酸和短纤维，进行混合，得到第三混合浆料；将水加入第三混合浆料中使其达到配比量，进行混合，得到第四混合浆料；将配比量的硫酸加入到第四混合浆料，进行混合，得到所述铅炭电池负极铅膏。
优选地，得到第一混合浆料所加入的水占所述铅炭电池负极铅膏的水配比量的50％。
优选地，所述制备方法还包括：向第二混合浆料中加入配比量的十八烷基二羟乙基氧化胺。
作为本发明优选的技术方案，所述改性活性炭的制备方法包括以下步骤：
将活性炭与氧化剂混合，进行改性反应，之后固液分离，得到的固体为改性活性炭。
优选地，所述活性炭包括生物质活性炭，树脂基活性炭或矿物质活性炭中的任意一种或至少两种的组合，优选为生物质活性炭。
优选地，所述氧化剂包括硫酸铵、硝酸或过氧化氢中的任意一种或至少两种的组合，典型但是非限制性的组合有：硫酸铵和硝酸的组合，硝酸和过氧化氢的组合，硫酸铵和过氧化氢的组合等。
优选地，所述氧化剂为氧化剂溶液。
优选地，所述氧化剂溶液中，溶质的质量分数为1-5wt％，例如1wt％、2wt％、3wt％、4wt％或5wt％等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。这里，溶质即为氧化剂。
优选地，活性炭与氧化剂溶液质量比为1:2-1:4，例如1:2、1:2.5、1:3、1:3.5或1:4等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述改性反应伴有磁力搅拌。
优选地，所述改性反应的时间为2-10h，例如2h、3h、4h、5h、6h、7h、8h、9h或10h等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述固液分离为过滤分离。
优选地，所述改性活性炭的制备方法还包括：将固液分离得到的固体水洗至中性并进行干燥。
优选地，所述水洗的次数为5-10次，例如5次、6次、7次、8次、9次或10次等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述干燥的温度为50-90℃，例如50℃、60℃、70℃、80℃或90℃等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述干燥的时间为10-20h，例如10h、12h、14h、16h、18h或20h等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述干燥为鼓风干燥或真空干燥。
作为本发明所述方法的进一步优选技术方案，所述方法包括以下步骤：
(1)将生物质活性炭与氧化剂混合，在磁力搅拌下进行改性反应，改性反应时间为2-10h，之后过滤分离，对得到的固体水洗至5-10次中性并在50-90℃下干燥10-20h，得到改性活性炭；
其中，所述氧化剂为氧化剂溶液，氧化剂溶液中溶质的质量分数为1-5wt％，活性炭的质量与氧化剂溶液的体积的固液比为0.1-0.2g/mL；
(2)将配比量的改性活性炭与水进行搅拌混合，得到第一混合浆料；将配比量的铅粉加入第一混合浆料中，进行搅拌混合，得到第二混合浆料；向第二混合浆料中加入配比量的十八烷基二羟乙基氧化胺、硫酸钡、木质素磺酸钠、腐殖酸和短纤维，进行搅拌混合，得到第三混合浆料；将水加入第三混合浆料中使其达到配比量，进行搅拌混合，得到第四混合浆料；将配比量的硫酸加入到第四混合浆料，进行搅拌混合，得到所述铅炭电池负极铅膏；
其中，得到第一混合浆料所加入的水占所述铅炭电池负极铅膏的水配比量的50％，所述硫酸的密度为1.35g/mL。
第三方面，本发明提供一种铅炭电池负极极板，所述铅炭电池负极极板包含第一方面所述的铅炭电池负极铅膏。
第四方面，本发明提供一种铅炭电池，所述铅炭电池包含第三方面所述的铅炭电池负极极板。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明提供的铅炭电池负极铅膏，利用改性活性炭的作用和铅炭电池负极铅膏中各组分的互相配合很好地抑制了析氢反应的发生，提高了炭材料在负极板中的利用率，使得得到的铅炭电池的重量比容量在30Wh/kg以上，60％放电循环次数在7200次以上。
(2)本发明提供的铅炭电池负极铅膏制备方法简单，生产成本相对较低，适于进行产业化大规模生产。
具体实施方式
为更好地说明本发明，便于理解本发明的技术方案，下面对本发明进一步详细说明。但下述的实施例仅仅是本发明的简易例子，并不代表或限制本发明的权利保护范围，本发明保护范围以权利要求书为准。
以下为本发明典型但非限制性实施例：
实施例1
一种铅炭电池负极铅膏的制备方法，包括以下步骤：
(1)取0.5份生物质活性炭与1.5份2％稀硝酸混合并磁力搅拌10h，抽滤，用去离子水洗6次至滤液呈中性，然后放入鼓风烘箱中80℃干燥10h，备用。
(2)将步骤(1)干燥好的全部改性活性炭样品与6份去离子水湿混，真空搅拌2h，得到第一混合浆料；将铅粉90份加入第一混合浆料中继续混合2h，得到第二混合浆料；将硫酸钡0.5份、木质素磺酸钠0.1份、腐殖酸0.2份、短纤维(短纤维为聚酯短纤维，直径为10μm，长度为10mm)0.05份与第二混合物搅拌混合4h，得到第三混合浆料。将剩余6份去离子水加入第三混合浆料中，继续搅拌1h后得到第四混合浆料。最后向第四混合浆料中加入硫酸溶液(ρ为1.35g/mL)4份，继续搅拌2h，完全混匀后得到所述铅炭电池负极铅膏。
本实施得到的铅炭电池负极铅膏以重量份计的组成组分为：
本实施来制备的铅炭电池负极铅膏的密度为4.3g/cm3。
将所得铅膏涂覆于负极板基体上，在60℃，90％湿度环境下干燥固化36h，得到铅炭电池负极极板。
将所得负极极板进行外化成，用U型隔板包覆后，与正极PbO2、1.38g/cm3硫酸为电解液组装成铅炭电池。
本实施例制备得到的铅炭电池负极铅膏组装成铅炭电池后，其大电流充放电效率和循环寿命进行测试的结果见表1。
实施例2
一种铅炭电池负极铅膏的制备方法，包括以下步骤：
(1)取0.5份生物质活性炭与1.5份2％稀过氧化氢溶液混合并磁力搅拌10h，抽滤，用去离子水洗6次至滤液呈中性，然后放入鼓风烘箱中80℃干燥10h，备用。
(2)将步骤(1)干燥好的全部改性活性炭样品与6份去离子水湿混，真空搅拌2h，得到第一混合浆料；将铅粉90份加入第一混合浆料中继续混合2h，得到第二混合浆料；将硫酸钡0.5份、木质素磺酸钠0.1份、腐殖酸0.2份、短纤维(短纤维为聚丙烯腈短纤维，直径为20μm，长度为20mm)0.05份与第二混合物搅拌混合4h，得到第三混合浆料。将剩余6份去离子水加入第三混合浆料中，继续搅拌1h后得到第四混合浆料。最后向第四混合浆料中加入硫酸溶液(ρ为1.35g/mL)4份，继续搅拌2h，完全混匀后得到所述铅炭电池负极铅膏。
本实施得到的铅炭电池负极铅膏以重量份计的组成组分为：
本实施来制备的铅炭电池负极铅膏的密度为4.15g/cm3
将所得铅膏涂覆于负极板基体上，在60℃，90％湿度环境下干燥固化36h，得到铅炭电池负极极板。
将所得负极极板进行外化成，用U型隔板包覆后，与正极PbO2、1.38g/cm3硫酸为电解液组装成铅炭电池。
本实施例制备得到的铅炭电池负极铅膏组装成铅炭电池后，其大电流充放电效率和循环寿命进行测试的结果见表1。
实施例3
一种铅炭电池负极铅膏的制备方法，包括以下步骤：
(1)取0.5份生物质活性炭与1.5份2％稀过硫酸铵溶液混合并磁力搅拌10h，抽滤，用去离子水洗6次至滤液呈中性，然后放入鼓风烘箱中80℃干燥10h，备用。
(2)将步骤(1)干燥好的全部改性活性炭样品与6份去离子水湿混，真空搅拌2h，得到第一混合浆料；将铅粉90份加入第一混合浆料中继续混合2h，得到第二混合浆料；将硫酸钡0.5份、木质素磺酸钠0.1份、腐殖酸0.2份、短纤维(为聚酯短纤维，直径为30μm，的长度为10mm)0.05份与第二混合物搅拌混合4h，得到第三混合浆料。将剩余6份去离子水加入第三混合浆料中，继续搅拌1h后得到第四混合浆料。最后向第四混合浆料中加入硫酸溶液(ρ为1.35g/mL)4份，继续搅拌2h，待完全混匀后，得到所述铅炭电池负极铅膏。
本实施得到的铅炭电池负极铅膏以重量份计的组成组分为：
本实施来制备的铅炭电池负极铅膏的密度为4.32g/cm3。
将所得铅膏涂覆于负极板基体上，在60℃，90％湿度环境下干燥固化36h，得到铅炭电池负极极板。
将所得负极极板进行外化成，用U型隔板包覆后，与正极PbO2、1.38g/cm3硫酸为电解液组装成铅炭电池。
本实施例制备得到的铅炭电池负极铅膏组装成铅炭电池后，其大电流充放电效率和循环寿命进行测试的结果见表1。
实施例4
一种铅炭电池负极铅膏的制备方法，包括以下步骤：
(1)取0.5份生物质活性炭与1.5份2％稀硝酸混合并磁力搅拌10h，抽滤，用去离子水洗6次至滤液呈中性，然后放入鼓风烘箱中80℃干燥10h，备用。
(2)将步骤(1)干燥好的全部改性活性炭样品与6份去离子水湿混，真空搅拌2h，得到第一混合浆料；将铅粉90份加入第一混合浆料中继续混合2h，得到第二混合浆料；将十八烷基二羟乙基氧化胺0.02份、硫酸钡0.5份、木质素磺酸钠0.1份、腐殖酸0.2份、短纤维(为聚酯短纤维，直径为10μm，的长度为30mm)0.05份与第二混合物搅拌混合4h，得到第三混合浆料。将剩余6份去离子水加入第三混合浆料中，继续搅拌1h后得到第四混合浆料。最后向第四混合浆料中加入硫酸溶液(ρ为1.35g/mL)4份，继续搅拌2h，完全混匀后得到所述铅炭电池负极铅膏。
本实施得到的铅炭电池负极铅膏以重量份计的组成组分为：
本实施来制备的铅炭电池负极铅膏的密度为4.35g/cm3。
将所得铅膏涂覆于负极板基体上，在60℃，90％湿度环境下干燥固化36h，得到铅炭电池负极极板。
将所得负极极板进行外化成，用U型隔板包覆后，与正极PbO2、1.38g/cm3硫酸为电解液组装成铅炭电池。
本实施例制备得到的铅炭电池负极铅膏组装成铅炭电池后，其大电流充放电效率和循环寿命进行测试的结果见表1。
实施例5
本实施例中铅炭电池负极铅膏的制备方法参照实施例4，区别在于，步骤(1)中，不使用2％稀硝酸而是使用2％稀过氧化氢溶液。
本实施来制备的铅炭电池负极铅膏的密度为4.35g/cm3。
本实施例制备得到的铅炭电池负极铅膏组装成铅炭电池后，其大电流充放电效率和循环寿命进行测试的结果见表1。
实施例6
本实施例中铅炭电池负极铅膏的制备方法参照实施例4，区别在于，步骤(1)中，不使用2％稀硝酸而是使用2％稀过硫酸铵溶液。
本实施来制备的铅炭电池负极铅膏的密度为4.42g/cm3。
本实施例制备得到的铅炭电池负极铅膏组装成铅炭电池后，其大电流充放电效率和循环寿命进行测试的结果见表1。
实施例7
一种铅炭电池负极铅膏的制备方法，包括以下步骤：
(1)取1份树脂基活性炭与2份1％稀硝酸混合并磁力搅拌7h，抽滤，用去离子水洗5次至滤液呈中性，然后放入鼓风烘箱中90℃干燥15h，备用。
(2)将步骤(1)干燥好的全部改性活性炭样品与7.5份去离子水湿混，真空搅拌2h，得到第一混合浆料；将铅粉85份加入第一混合浆料中继续混合2h，得到第二混合浆料；将十八烷基二羟乙基氧化胺0.01份、硫酸钡0.1份、木质素磺酸钠0.05份、腐殖酸0.1份、短纤维(为聚丙烯腈短纤维，直径为10μm，的长度为20mm)0.08份与第二混合物搅拌混合4h，得到第三混合浆料。将剩余7.5份去离子水加入第三混合浆料中，继续搅拌1h后得到第四混合浆料。最后向第四混合浆料中加入硫酸溶液(ρ为1.4g/mL)6份，继续搅拌2h，完全混匀后得到所述铅炭电池负极铅膏。
本实施得到的铅炭电池负极铅膏以重量份计的组成组分为：
本实施来制备的铅炭电池负极铅膏的密度为3.85g/cm3。
将所得铅膏涂覆于负极板基体上，在60℃，90％湿度环境下干燥固化36h，得到铅炭电池负极极板。
将所得负极极板进行外化成，用U型隔板包覆后，与正极PbO2、1.38g/cm3硫酸为电解液组装成铅炭电池。
本实施例制备得到的铅炭电池负极铅膏组装成铅炭电池后，其大电流充放电效率和循环寿命进行测试的结果见表1。
实施例8
一种铅炭电池负极铅膏的制备方法，包括以下步骤：
(1)取2份矿物质活性炭与8份5％稀硝酸混合并磁力搅拌2h，抽滤，用去离子水洗10次至滤液呈中性，然后放入鼓风烘箱中50℃干燥20h，备用。
(2)将步骤(1)干燥好的全部改性活性炭样品与4份去离子水湿混，真空搅拌2h，得到第一混合浆料；将铅粉100份加入第一混合浆料中继续混合2h，得到第二混合浆料；将十八烷基二羟乙基氧化胺0.03份、硫酸钡2份、木质素磺酸钠1份、腐殖酸0.3份、短纤维(为聚酯短纤维，直径为15μm，的长度为15mm)1份与第二混合物搅拌混合4h，得到第三混合浆料。将剩余4份去离子水加入第三混合浆料中，继续搅拌1h后得到第四混合浆料。最后向第四混合浆料中加入硫酸溶液(ρ为1.45g/mL)8份，继续搅拌2h，完全混匀后得到所述铅炭电池负极铅膏。
本实施得到的铅炭电池负极铅膏以重量份计的组成组分为：
本实施来制备的铅炭电池负极铅膏的密度为4.6g/cm3。
将所得铅膏涂覆于负极板基体上，在60℃，90％湿度环境下干燥固化36h，得到铅炭电池负极极板。
将所得负极极板进行外化成，用U型隔板包覆后，与正极PbO2、1.38g/cm3硫酸为电解液组装成铅炭电池。
本实施例制备得到的铅炭电池负极铅膏组装成铅炭电池后，其大电流充放电效率和循环寿命进行测试的结果见表1。
对比例1
本对比例的具体方案参照实施例1，区别在于，不进行步骤(1)的操作，直接用未经改性的普通活性炭进行步骤(2)的操作，得到铅炭电池负极铅膏。
将所得铅膏涂覆于负极板基体上，在60℃，90％湿度环境下干燥固化36h，得到铅炭电池负极极板。
将所得负极极板进行外化成，用U型隔板包覆后，与正极PbO2、1.38g/cm3硫酸为电解液组装成铅炭电池。
本对比例制备得到的铅炭电池负极铅膏组装成铅炭电池后，其大电流充放电效率和循环寿命进行测试的结果见表1。
表1
综合上述实施例和对比例可知，本发明提供的负极铅膏很好地抑制了析氢反应的发生，提高了炭材料在负极板中的利用率，使得得到的铅炭电池的重量比容量和放电循环循环性能都很优良。对比例没有采用本发明的方案，因而无法取得本发明的效果。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细方法，但本发明并不局限于上述详细方法，即不意味着本发明必须依赖上述详细方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种铅炭电池负极铅膏，其特征在于，所述铅炭电池负极铅膏以重量份计包括以下组分：
2.根据权利要求1所述的铅炭电池负极铅膏，其特征在于，所述改性活性炭为表面氧化改性的活性炭；
优选地，所述改性活性炭的原材料包括生物质，树脂或矿物质中的任意一种或至少两种的组合，优选为生物质；
优选地，所述硫酸的密度为1.35-1.45g/mL；
优选地，所述短纤维的直径为10-30μm，长度为10-30mm；
优选地，所述短纤维为聚酯短纤维或聚丙烯腈短纤维；
优选地，所述水为去离子水；
优选地，所述铅炭电池负极铅膏的密度为3-4.8g/mL。
3.根据权利要求1或2所述的铅炭电池负极铅膏，其特征在于，所述铅炭电池负极铅膏以重量份计，还包括：
十八烷基二羟乙基氧化胺0.01-0.03份。
4.根据权利要求3所述的铅炭电池负极铅膏，其特征在于，所述铅炭电池负极铅膏以重量份计包括以下组分：
所述改性活性炭为表面氧化改性生物质活性炭，所述硫酸的密度为1.35g/mL。
5.根据权利要求1-4任一项所述的铅炭电池负极铅膏的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：取配比量的铅粉、改性活性炭、硫酸、硫酸钡、木质素磺酸钠、腐殖酸、短纤维和水，进行混合，得到所述铅炭电池负极铅膏。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述进行混合为进行搅拌混合；
优选地，所述短纤维的直径为10-30μm，长度为10-30mm；
优选地，所述短纤维为聚酯短纤维或聚丙烯腈短纤维；
优选地，所述硫酸的密度为1.35-1.45g/mL；
优选地，所述水为去离子水；
优选地，所述制备方法还包括：进行混合前，加入配比量的十八烷基二羟乙基氧化胺；
优选地，所述制备方法中，进行混合的顺序为：将配比量的改性活性炭与水进行混合，得到第一混合浆料；将配比量的铅粉加入第一混合浆料中，进行混合，得到第二混合浆料；向第二混合浆料中加入配比量的硫酸钡、木质素磺酸钠、腐殖酸和短纤维，进行混合，得到第三混合浆料；将水加入第三混合浆料中使其达到配比量，进行混合，得到第四混合浆料；将配比量的硫酸加入到第四混合浆料，进行混合，得到所述铅炭电池负极铅膏；
优选地，得到第一混合浆料所加入的水占所述铅炭电池负极铅膏的水配比量的50％；
优选地，所述制备方法还包括：向第二混合浆料中加入配比量的十八烷基二羟乙基氧化胺。
7.根据权利要求5或6所述的制备方法，其特征在于，所述改性活性炭的制备方法包括以下步骤：
将活性炭与氧化剂混合，进行改性反应，之后固液分离，得到的固体为改性活性炭；
优选地，所述活性炭包括生物质活性炭，树脂基活性炭或矿物质活性炭中的任意一种或至少两种的组合，优选为生物质活性炭；
优选地，所述氧化剂包括硫酸铵、硝酸或过氧化氢中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，所述氧化剂为氧化剂溶液；
优选地，所述氧化剂溶液中，溶质的质量分数为1-5wt％；
优选地，活性炭与氧化剂溶液质量比为1:2-1:4；
优选地，所述改性反应伴有磁力搅拌；
优选地，所述改性反应的时间为2-10h；
优选地，所述固液分离为过滤分离；
优选地，所述改性活性炭的制备方法还包括：将固液分离得到的固体水洗至中性并进行干燥；
优选地，所述水洗的次数为5-10次；
优选地，所述干燥的温度为50-90℃；
优选地，所述干燥的时间为10-20h；
优选地，所述干燥为鼓风干燥或真空干燥。
8.根据权利要求5-7任一项所述的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)将生物质活性炭与氧化剂混合，在磁力搅拌下进行改性反应，改性反应时间为2-10h，之后过滤分离，对得到的固体水洗至5-10次中性并在50-90℃下干燥10-20h，得到改性活性炭；
其中，所述氧化剂为氧化剂溶液，氧化剂溶液中溶质的质量分数为1-5wt％，活性炭的质量与氧化剂溶液的体积的固液比为0.1-0.2g/mL；
(2)将配比量的改性活性炭与水进行搅拌混合，得到第一混合浆料；将配比量的铅粉加入第一混合浆料中，进行搅拌混合，得到第二混合浆料；向第二混合浆料中加入配比量的十八烷基二羟乙基氧化胺、硫酸钡、木质素磺酸钠、腐殖酸和短纤维，进行搅拌混合，得到第三混合浆料；将水加入第三混合浆料中使其达到配比量，进行搅拌混合，得到第四混合浆料；将配比量的硫酸加入到第四混合浆料，进行搅拌混合，得到所述铅炭电池负极铅膏；
其中，得到第一混合浆料所加入的水占所述铅炭电池负极铅膏的水配比量的50％，所述硫酸的密度为1.35g/mL。
9.一种铅炭电池负极极板，其特征在于，所述铅炭电池负极极板包含权利要求1-4任一项所述的铅炭电池负极铅膏。
10.一种铅炭电池，其特征在于，所述铅炭电池包含权利要求9所述的铅炭电池负极极板。
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