CN111082049B - 石墨烯铅炭电池负极铅膏板及其制备方法 - Google Patents
石墨烯铅炭电池负极铅膏板及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111082049B CN111082049B CN201911294327.3A CN201911294327A CN111082049B CN 111082049 B CN111082049 B CN 111082049B CN 201911294327 A CN201911294327 A CN 201911294327A CN 111082049 B CN111082049 B CN 111082049B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- lead
- graphene
- carbon
- percent
- carbon battery
- 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
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
- H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
- H01M4/48—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
- H01M4/56—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of lead
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/06—Lead-acid accumulators
- H01M10/12—Construction or 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
- H01M4/14—Electrodes for lead-acid accumulators
-
- 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
-
- 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
-
- 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
-
- 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
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Abstract
本发明公开了一种石墨烯铅炭电池负极铅膏板,其原料按质量百分比计包括:石墨烯0.3~0.5%、木质素6~10%、粗木质纤维0.55~0.65%、聚酯纤维0.2~0.6%、水性丙烯酸树脂1~6%、固化剂0.1~0.6%、碳纳米管和羧基化双壁碳纳米管0.11~0.14%、三氧化二铟0.01~0.03%、分散剂0.2~1%、水10~15%、其余为海绵铅,所有原料的质量百分比之和为100%;所述石墨烯为石墨烯纳米微片。本发明的石墨烯铅炭电池负极铅膏板的充电接受能力很强;使用寿命长;且本发明的石墨烯铅炭电池负极铅膏板制备简单,无需高温铸造等,能耗的,生产效率高,综合成本低,具有广阔的市场应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及电化学电源领域,具体涉及一种石墨烯铅炭电池负极铅膏板及其制备方法。
背景技术
储能电池作为主要储能技术之一,需要在部分荷电态下有较高的功率输出及良好的充电接受能力。炭材料因具有丰富的孔洞结构、高比表面、高电导率及较好的化学稳定性,受到了各类储能电池的青睐。铅炭电池正是将炭材料作为负极添加剂的一种铅酸电池,在部分荷电态高倍率充放电(HRPSoC)工况下,具有较长的循环寿命,在储能与混合动力车方面展现出良好的应用前景。
近年来,国内外竞相开展铅炭电池的研发工作。我国对于铅炭电池的研究虽起步较晚,但随着国内对可再生能源的大力发展及储能市场规模的不断扩大,国家已陆续出台多项支持储能发展的政策。
铅酸电池的主要失效模式之一是负极板的不可逆硫酸盐化。在电池放电时,负极的Pb失去电子形成Pb2+,溶解在硫酸电解液中,与电解液中的反应生成PbSO4,而尺寸较小的PbSO4晶体,表面自由能较大,会自发地溶解并在较大尺寸的PbSO4晶体表面析出。这种重结晶过程使得PbSO4晶体积累并长大,导致再充电时无法通过电化学过程转换为Pb。该PbSO4晶体最终成块状,聚集于负极板表面,电解液无法进入极板内部反应,使得电池失效。炭材料的加入,可减缓PbSO4晶体积累长大,充分抑制负极的不可逆硫酸盐化,从而提高电池在部分荷电态下的高倍率循环寿命。
但是,目前所使用的铅炭电池负极还存在以下问题:
1、充电时,电池负极板会出现比较明显的体积膨胀,出现电池负极板龟裂、盐化等,导致电池负极板受到不可逆的损坏,使用寿命较短;
2、尤其是在快速充电(功率大)过程中,电池负极板栅会出现更大的体积膨胀,出现电池负极板龟裂、盐化等,导致电池负极板受到不可逆的损坏,充电接受能力较低,使用寿命短。
基于上述情况,本发明提出了一种石墨烯铅炭电池负极铅膏板及其制备方法,可有效解决以上问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种石墨烯铅炭电池负极铅膏板及其制备方法。本发明的石墨烯铅炭电池负极铅膏板通过精选原料组成,并优化各原料含量,选择了适当配比的石墨烯、木质素、粗木质纤维、聚酯纤维、水性丙烯酸树脂、固化剂、碳纳米管和羧基化双壁碳纳米管、三氧化二铟、分散剂、水和海绵铅,既充分发挥各自的优点,又相互补充,相互促进,提升产品的质量稳定性,制得的石墨烯铅炭电池负极铅膏板的充电接受能力是对比例的2倍以上,充电接受能力很强;且寿命显著提升,使用寿命长;且本发明的石墨烯铅炭电池负极铅膏板制备简单,无需高温铸造等,能耗的,生产效率高,综合成本低,具有广阔的市场应用前景。
为解决以上技术问题,本发明提供的技术方案是:
一种石墨烯铅炭电池负极铅膏板,其原料按质量百分比计包括:
石墨烯 0.3~0.5%、
木质素 6~10%、
粗木质纤维 0.55~0.65%、
聚酯纤维 0.2~0.6%、
水性丙烯酸树脂 1~6%、
固化剂 0.1~0.6%、
碳纳米管和羧基化双壁碳纳米管 0.11~0.14%、
三氧化二铟 0.01~0.03%、
分散剂 0.2~1%、
水 10~15%、
其余为海绵铅,所有原料的质量百分比之和为100%;
所述石墨烯为石墨烯纳米微片。
本发明的石墨烯铅炭电池负极铅膏板通过精选原料组成,并优化各原料含量,选择了适当配比的石墨烯、木质素、粗木质纤维、聚酯纤维、水性丙烯酸树脂、固化剂、碳纳米管和羧基化双壁碳纳米管、三氧化二铟、分散剂、水和海绵铅,既充分发挥各自的优点,又相互补充,相互促进,提升产品的质量稳定性,制得的石墨烯铅炭电池负极铅膏板的充电接受能力是对比例的2倍以上,充电接受能力很强;且寿命显著提升,使用寿命长;且本发明的石墨烯铅炭电池负极铅膏板制备简单,无需高温铸造等,能耗的,生产效率高,综合成本低,具有广阔的市场应用前景。
本发明的石墨烯铅炭电池负极铅膏板的原料中,以海绵铅为主要原料,与其他组分形成均一稳定的混合物,相互配合,起到良好的协同作用,使本发明的石墨烯铅炭电池负极铅膏板的充电接受能力强,使用寿命长;
适当比例石墨烯(石墨烯纳米微片)的添加,与其他组分形成均一稳定的混合物,提供良好的导电性,且石墨烯具有很大的比表面积,可提高电容(具有超级电容功效),提升石墨烯铅炭电池负极铅膏板的充电接受能力,有效减少快速充电损坏、过充损坏;
适当比例三氧化二铟的添加,可进一步提升本发明的石墨烯铅炭电池负极铅膏板的点位,提高充电接受能力,有效减少快速充电损坏、过充损坏;
适当比例木质素、粗木质纤维、聚酯纤维的添加,可在与其他组分形成均一稳定的混合物后,进行固化成型后,为其他组分提供交联网络约束,保证本发明的石墨烯铅炭电池负极铅膏板具有较高的强度和硬度,且形成的三维网络结构内部具有均匀的微孔结构,在充电时,电池负极板栅出现体积膨胀,本发明的石墨烯铅炭电池负极铅膏板的均匀的微孔结构可提供足够的体积膨胀挤压空间,有效减少了出现电池负极板栅泥化损坏,大大提升了用寿命长,且充电接受能力强;本发明中还可添加适量适用于木质素、粗木质纤维、聚酯纤维的固化剂,本领域的技术人员可以根据需要确定固化剂的种类和用量。
适当比例碳纳米管、羧基化双壁碳纳米管的添加,其中,碳纳米管导电性能良好,羧基化双壁碳纳米管具有较好的导电性且与木质素、粗木质纤维、聚酯纤维等具有良好的相容性,更容易分散均匀;适当比例碳纳米管、羧基化双壁碳纳米管的添加可提供良好的导电性,并可对木质素、粗木质纤维、聚酯纤维形成的交联网络约束结构起到良好的支撑作用,更好地维持本发明的石墨烯铅炭电池负极铅膏板的均匀的微孔结构可提供足够的体积膨胀挤压空间,有效减少了出现电池负极板栅泥化损坏,大大提升了用寿命长,且充电接受能力强;
适当比例碳纤维的添加,可提供良好的导电性,并可进一步提高本发明的石墨烯铅炭电池负极铅膏板的强度;
适当比例分散剂(优选的,所述分散剂为苯乙烯-马来酸酐共聚物。优选的,所述苯乙烯-马来酸酐共聚物中的单体单元苯乙烯和马来酸酐的摩尔比为1:0.54~0.62。)的添加,在本发明的石墨烯铅炭电池负极铅膏板的原料中,可使本发明的石墨烯铅炭电池负极铅膏板的原料更好地分散均匀,形成均一稳定的混合物,从而保证本发明的石墨烯铅炭电池负极铅膏板性能,和产品质量。
优选的,所述石墨烯铅炭电池负极铅膏板的原料按质量百分比计包括:
石墨烯 0.4%、
木质素 8%、
粗木质纤维 0.6%、
聚酯纤维 0.4%、
水性丙烯酸树脂 3.5%、
固化剂 0.35%、
碳纳米管和羧基化双壁碳纳米管 0.13%、
三氧化二铟 0.02%、
分散剂 0.6%、
水 12.5%、
其余为海绵铅,所有原料的质量百分比之和为100%;
所述石墨烯为石墨烯纳米微片。
优选的,所述碳纳米管为单壁碳纳米管、双壁碳纳米管和多壁碳纳米管。
优选的,所述碳纳米管为单壁碳纳米管和双壁碳纳米管的混合物。
优选的,所述碳纳米管为单壁碳纳米管和双壁碳纳米管的混合物中单壁碳纳米管和双壁碳纳米管的质量之比为1:0.65~0.78。
优选的,所述分散剂为苯乙烯-马来酸酐共聚物。
优选的,所述苯乙烯-马来酸酐共聚物中的单体单元苯乙烯和马来酸酐的摩尔比为1:0.54~0.62。
本发明还提供一种所述的石墨烯铅炭电池负极铅膏板的制备方法,包括下列步骤:
A、将木质素、粗木质纤维、分散剂和水投入搅拌混合,直至木质素完全溶解或均匀分散于水中,得到木质素、粗木质纤维溶液;
B、将石墨烯、聚酯纤维、碳纳米管、羧基化双壁碳纳米管、三氧化二铟、和海绵铅混合均匀,然后加入到所述木质素、粗木质纤维溶液中,并通过搅拌得到各原料分散均匀的混合物,后加入水性丙烯酸、固化剂继续搅拌至膏体;
C、将所述混合物成型得到板栅坯体,然后通过固化,得到石墨烯铅炭电池负极铅膏板半成品;
D、将得到的所述石墨烯铅炭电池负极铅膏板半成品侵入14%的稀硫酸,侵酸后再65℃蒸气保湿房中进行活性物质反应24小时即得所述石墨烯铅炭电池负极铅膏板。
本发明与现有技术相比,具有以下优点及有益效果:
本发明的石墨烯铅炭电池负极铅膏板通过精选原料组成,并优化各原料含量,选择了适当配比的石墨烯、木质素、粗木质纤维、聚酯纤维、水性丙烯酸树脂、固化剂、碳纳米管和羧基化双壁碳纳米管、三氧化二铟、分散剂、水和海绵铅,既充分发挥各自的优点,又相互补充,相互促进,提升产品的质量稳定性,制得的石墨烯铅炭电池负极铅膏板的充电接受能力是对比例的2倍以上,充电接受能力很强;且寿命显著提升,使用寿命长;且本发明的石墨烯铅炭电池负极铅膏板制备简单,无需高温铸造等,能耗的,生产效率高,综合成本低,具有广阔的市场应用前景。
本发明的石墨烯铅炭电池负极铅膏板的原料中,以海绵铅为主要原料,与其他组分形成均一稳定的混合物,相互配合,起到良好的协同作用,使本发明的石墨烯铅炭电池负极铅膏板的充电接受能力强,使用寿命长;
适当比例石墨烯(石墨烯纳米微片)的添加,与其他组分形成均一稳定的混合物,提供良好的导电性,且石墨烯具有很大的比表面积,可提高电容(具有超级电容功效),提升石墨烯铅炭电池负极铅膏板的充电接受能力,有效减少快速充电损坏、过充损坏;
适当比例三氧化二铟的添加,可进一步提升本发明的石墨烯铅炭电池负极铅膏板的点位,提高充电接受能力,有效减少快速充电损坏、过充损坏;
适当比例木质素、粗木质纤维、聚酯纤维的添加,可在与其他组分形成均一稳定的混合物后,进行固化成型后,为其他组分提供交联网络约束,保证本发明的石墨烯铅炭电池负极铅膏板具有较高的强度和硬度,且形成的三维网络结构内部具有均匀的微孔结构,在充电时,电池负极板栅出现体积膨胀,本发明的石墨烯铅炭电池负极铅膏板的均匀的微孔结构可提供足够的体积膨胀挤压空间,有效减少了出现电池负极板栅泥化损坏,大大提升了用寿命长,且充电接受能力强;本发明中还可添加适量适用于木质素、粗木质纤维、聚酯纤维的固化剂,本领域的技术人员可以根据需要确定固化剂的种类和用量。
适当比例碳纳米管、羧基化双壁碳纳米管的添加,其中,碳纳米管导电性能良好,羧基化双壁碳纳米管具有较好的导电性且与木质素、粗木质纤维、聚酯纤维等具有良好的相容性,更容易分散均匀;适当比例碳纳米管、羧基化双壁碳纳米管的添加可提供良好的导电性,并可对木质素、粗木质纤维、聚酯纤维形成的交联网络约束结构起到良好的支撑作用,更好地维持本发明的石墨烯铅炭电池负极铅膏板的均匀的微孔结构可提供足够的体积膨胀挤压空间,有效减少了出现电池负极板栅泥化损坏,大大提升了用寿命长,且充电接受能力强;
适当比例水性丙烯酸树脂、固化剂的添加,可在与其他组分形成均一稳定的混合物后,进行固化成型,为其他组分提供交联网络约束,保证本发明的石墨烯铅炭电池负极铅膏板具有较高的强度和硬度,且形成的三维网络结构内部具有均匀的微孔结构,在充电时,电池负极板出现体积膨胀,本发明的石墨烯铅炭电池负极铅膏板的均匀的微孔结构可提供足够的体积膨胀挤压空间,有效减少了出现电池负极板泥化损坏,大大提升了用寿命长,且充电接受能力强;本发明中所述水性丙烯酸树脂、固化剂均可采用常规的水性丙烯酸树脂和相应的固化剂,本领域的技术人员可以根据需要确定水性丙烯酸树脂和相应的固化剂的种类。
适当比例分散剂(优选的,所述分散剂为苯乙烯-马来酸酐共聚物。优选的,所述苯乙烯-马来酸酐共聚物中的单体单元苯乙烯和马来酸酐的摩尔比为1:0.54~0.62。)的添加,在本发明的石墨烯铅炭电池负极铅膏板的原料中,可使本发明的石墨烯铅炭电池负极铅膏板的原料更好地分散均匀,形成均一稳定的混合物,从而保证本发明的石墨烯铅炭电池负极铅膏板性能,和产品质量。
本发明的制备方法工艺简单,操作简便,节省了人力和设备成本。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案,下面结合具体实施例对本发明的优选实施方案进行描述,但是不能理解为对本专利的限制。
下述实施例中所述试验方法或测试方法,如无特殊说明,均为常规方法;所述试剂和材料,如无特殊说明,均从常规商业途径获得,或以常规方法制备。
实施例1:
一种石墨烯铅炭电池负极铅膏板,其原料按质量百分比计包括:
石墨烯 0.3~0.5%、
木质素 6~10%、
粗木质纤维 0.55~0.65%、
聚酯纤维 0.2~0.6%、
水性丙烯酸树脂 1~6%、
固化剂 0.1~0.6%、
碳纳米管和羧基化双壁碳纳米管 0.11~0.14%、
三氧化二铟 0.01~0.03%、
分散剂 0.2~1%、
水 10~15%、
其余为海绵铅,所有原料的质量百分比之和为100%;
所述石墨烯为石墨烯纳米微片。
优选的,所述石墨烯铅炭电池负极铅膏板的原料按质量百分比计包括:
石墨烯 0.4%、
木质素 8%、
粗木质纤维 0.6%、
聚酯纤维 0.4%、
水性丙烯酸树脂 3.5%、
固化剂 0.35%、
碳纳米管和羧基化双壁碳纳米管 0.13%、
三氧化二铟 0.02%、
分散剂 0.6%、
水 12.5%、
其余为海绵铅,所有原料的质量百分比之和为100%;
所述石墨烯为石墨烯纳米微片。
优选的,所述碳纳米管为单壁碳纳米管、双壁碳纳米管和多壁碳纳米管。
优选的,所述碳纳米管为单壁碳纳米管和双壁碳纳米管的混合物。
优选的,所述碳纳米管为单壁碳纳米管和双壁碳纳米管的混合物中单壁碳纳米管和双壁碳纳米管的质量之比为1:0.65~0.78。
优选的,所述分散剂为苯乙烯-马来酸酐共聚物。
优选的,所述苯乙烯-马来酸酐共聚物中的单体单元苯乙烯和马来酸酐的摩尔比为1:0.54~0.62。
本发明还提供一种所述的石墨烯铅炭电池负极铅膏板的制备方法,包括下列步骤:
A、将木质素、粗木质纤维、分散剂和水投入搅拌混合,直至木质素完全溶解或均匀分散于水中,得到木质素、粗木质纤维溶液;
B、将石墨烯、聚酯纤维、碳纳米管、羧基化双壁碳纳米管、三氧化二铟、和海绵铅混合均匀,然后加入到所述木质素、粗木质纤维溶液中,并通过搅拌得到各原料分散均匀的混合物,后加入水性丙烯酸、固化剂继续搅拌至膏体;
C、将所述混合物成型得到板栅坯体,然后通过固化,得到石墨烯铅炭电池负极铅膏板半成品;
D、将得到的所述石墨烯铅炭电池负极铅膏板半成品侵入14%的稀硫酸,侵酸后再65℃蒸气保湿房中进行活性物质反应24小时即得所述石墨烯铅炭电池负极铅膏板。
实施例2:
一种石墨烯铅炭电池负极铅膏板,其原料按质量百分比计包括:
石墨烯 0.3%、
木质素 6%、
粗木质纤维 0.55%、
聚酯纤维 0.2%、
水性丙烯酸树脂 1%、
固化剂 0.1%、
碳纳米管和羧基化双壁碳纳米管 0.11%、
三氧化二铟 0.01%、
分散剂 0.2%、
水 10%、
其余为海绵铅,所有原料的质量百分比之和为100%;
所述石墨烯为石墨烯纳米微片。
在本实施例中,所述碳纳米管为单壁碳纳米管和双壁碳纳米管的混合物。
在本实施例中,所述碳纳米管为单壁碳纳米管和双壁碳纳米管的混合物中单壁碳纳米管和双壁碳纳米管的质量之比为1:0.65。
在本实施例中,所述分散剂为苯乙烯-马来酸酐共聚物。
在本实施例中,所述苯乙烯-马来酸酐共聚物中的单体单元苯乙烯和马来酸酐的摩尔比为1:0.54。
在本实施例中,所述的石墨烯铅炭电池负极铅膏板的制备方法,包括下列步骤:
A、将木质素、粗木质纤维、分散剂和水投入搅拌混合,直至木质素完全溶解或均匀分散于水中,得到木质素、粗木质纤维溶液;
B、将石墨烯、聚酯纤维、碳纳米管、羧基化双壁碳纳米管、三氧化二铟、和海绵铅混合均匀,然后加入到所述木质素、粗木质纤维溶液中,并通过搅拌得到各原料分散均匀的混合物,后加入水性丙烯酸、固化剂继续搅拌至膏体;
C、将所述混合物成型得到板栅坯体,然后通过固化,得到石墨烯铅炭电池负极铅膏板半成品;
D、将得到的所述石墨烯铅炭电池负极铅膏板半成品侵入14%的稀硫酸,侵酸后再65℃蒸气保湿房中进行活性物质反应24小时即得所述石墨烯铅炭电池负极铅膏板。
实施例3:
一种石墨烯铅炭电池负极铅膏板,其原料按质量百分比计包括:
石墨烯 0.5%、
木质素 10%、
粗木质纤维 0.65%、
聚酯纤维 0.6%、
水性丙烯酸树脂 6%、
固化剂 0.6%、
碳纳米管和羧基化双壁碳纳米管 0.14%、
三氧化二铟 0.03%、
分散剂 1%、
水 15%、
其余为海绵铅,所有原料的质量百分比之和为100%;
所述石墨烯为石墨烯纳米微片。
在本实施例中,所述碳纳米管为单壁碳纳米管和双壁碳纳米管的混合物。
在本实施例中,所述碳纳米管为单壁碳纳米管和双壁碳纳米管的混合物中单壁碳纳米管和双壁碳纳米管的质量之比为1:0.78。
在本实施例中,所述分散剂为苯乙烯-马来酸酐共聚物。
在本实施例中,所述苯乙烯-马来酸酐共聚物中的单体单元苯乙烯和马来酸酐的摩尔比为1:0.62。
在本实施例中,所述的石墨烯铅炭电池负极铅膏板的制备方法,包括下列步骤:
A、将木质素、粗木质纤维、分散剂和水投入搅拌混合,直至木质素完全溶解或均匀分散于水中,得到木质素、粗木质纤维溶液;
B、将石墨烯、聚酯纤维、碳纳米管、羧基化双壁碳纳米管、三氧化二铟、和海绵铅混合均匀,然后加入到所述木质素、粗木质纤维溶液中,并通过搅拌得到各原料分散均匀的混合物,后加入水性丙烯酸、固化剂继续搅拌至膏体;
C、将所述混合物成型得到板栅坯体,然后通过固化,得到石墨烯铅炭电池负极铅膏板半成品;
D、将得到的所述石墨烯铅炭电池负极铅膏板半成品侵入14%的稀硫酸,侵酸后再65℃蒸气保湿房中进行活性物质反应24小时即得所述石墨烯铅炭电池负极铅膏板。
实施例4:
一种石墨烯铅炭电池负极铅膏板,其原料按质量百分比计包括:
石墨烯 0.4%、
木质素 8%、
粗木质纤维 0.6%、
聚酯纤维 0.4%、
水性丙烯酸树脂 3.5%、
固化剂 0.35%、
碳纳米管和羧基化双壁碳纳米管 0.13%、
三氧化二铟 0.02%、
分散剂 0.6%、
水 12.5%、
其余为海绵铅,所有原料的质量百分比之和为100%;
所述石墨烯为石墨烯纳米微片。
在本实施例中,所述碳纳米管为单壁碳纳米管和双壁碳纳米管的混合物。
在本实施例中,所述碳纳米管为单壁碳纳米管和双壁碳纳米管的混合物中单壁碳纳米管和双壁碳纳米管的质量之比为1:0.72。
在本实施例中,所述分散剂为苯乙烯-马来酸酐共聚物。
在本实施例中,所述苯乙烯-马来酸酐共聚物中的单体单元苯乙烯和马来酸酐的摩尔比为1:0.58。
在本实施例中,所述的石墨烯铅炭电池负极铅膏板的制备方法,包括下列步骤:
A、将木质素、粗木质纤维、分散剂和水投入搅拌混合,直至木质素完全溶解或均匀分散于水中,得到木质素、粗木质纤维溶液;
B、将石墨烯、聚酯纤维、碳纳米管、羧基化双壁碳纳米管、三氧化二铟、和海绵铅混合均匀,然后加入到所述木质素、粗木质纤维溶液中,并通过搅拌得到各原料分散均匀的混合物,后加入水性丙烯酸、固化剂继续搅拌至膏体;
C、将所述混合物成型得到板栅坯体,然后通过固化,得到石墨烯铅炭电池负极铅膏板半成品;
D、将得到的所述石墨烯铅炭电池负极铅膏板半成品侵入14%的稀硫酸,侵酸后再65℃蒸气保湿房中进行活性物质反应24小时即得所述石墨烯铅炭电池负极铅膏板。
对比例:
对比例为公开号为CN110224141A的中国专利申请。
下面对本发明实施例2至实施例4得到的石墨烯铅炭电池负极铅膏板以及对比例进行性能测试,测试结果如表1所示:
具体的,将采用相同体积尺寸规格的实施例2至实施例4得到的石墨烯铅炭电池负极铅膏板以及对比例,应用于相同的铅酸电池中(采用了本发明所述石墨烯铅炭电池负极铅膏板的电池,即为石墨烯铅炭电池),然后进行相应的电池性能测试。
表1
从上表可以看出,与对比例相比,本发明的石墨烯铅炭电池负极铅膏板具有以下优点:充电接受能力是对比例的2倍以上,充电接受能力很强;且寿命显著提升,使用寿命长。
以上仅是本发明的优选实施方式,应当指出的是,上述优选实施方式不应视为对本发明的限制,本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明的精神和范围内,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种石墨烯铅炭电池负极铅膏板的制备方法,其特征在于,包括下列步骤:
将木质素、粗木质纤维、分散剂和水投入搅拌混合,直至木质素完全溶解或均匀分散于水中,得到木质素、粗木质纤维溶液;
将石墨烯、聚酯纤维、碳纳米管、羧基化双壁碳纳米管、三氧化二铟、和海绵铅混合均匀,然后加入到所述木质素、粗木质纤维溶液中,并通过搅拌得到各原料分散均匀的混合物,后加入水性丙烯酸、固化剂继续搅拌至膏体;
将所述混合物成型得到板栅坯体,然后通过固化,得到石墨烯铅炭电池负极铅膏板半成品;
将得到的所述石墨烯铅炭电池负极铅膏板半成品侵入14%的稀硫酸,侵酸后再65℃蒸气保湿房中进行活性物质反应24小时即得所述石墨烯铅炭电池负极铅膏板;
所述石墨烯铅炭电池负极铅膏板的原料按质量百分比计包括:
石墨烯0.3~0.5%、
木质素6~10%、
粗木质纤维0.55~0.65%、
聚酯纤维0.2~0.6%、
水性丙烯酸树脂1~6%、
固化剂0.1~0.6%、
碳纳米管和羧基化双壁碳纳米管0.11~0.14%、
三氧化二铟0.01~0.03%、
分散剂0.2~1%、
水10~15%、
其余为海绵铅,所有原料的质量百分比之和为100%;
所述石墨烯为石墨烯纳米微片。
2.根据权利要求1所述的石墨烯铅炭电池负极铅膏板的制备方法,其特征在于,所述石墨烯铅炭电池负极铅膏板的原料按质量百分比计包括:
石墨烯0.4%、
木质素8%、
粗木质纤维0.6%、
聚酯纤维0.4%、
水性丙烯酸树脂3.5%、
固化剂0.35%、
碳纳米管和羧基化双壁碳纳米管0.13%、
三氧化二铟0.02%、
分散剂0.6%、
水12.5%、
其余为海绵铅,所有原料的质量百分比之和为100%;
所述石墨烯为石墨烯纳米微片。
3.根据权利要求1所述的石墨烯铅炭电池负极铅膏板的制备方法,其特征在于,所述碳纳米管为单壁碳纳米管、双壁碳纳米管和多壁碳纳米管。
4.根据权利要求1所述的石墨烯铅炭电池负极铅膏板的制备方法,其特征在于,所述碳纳米管为单壁碳纳米管和双壁碳纳米管的混合物。
5.根据权利要求4所述的石墨烯铅炭电池负极铅膏板的制备方法,其特征在于,所述碳纳米管为单壁碳纳米管和双壁碳纳米管的混合物中单壁碳纳米管和双壁碳纳米管的质量之比为1:0.65~0.78。
6.根据权利要求1所述的石墨烯铅炭电池负极铅膏板的制备方法,其特征在于,所述分散剂为苯乙烯-马来酸酐共聚物。
7.根据权利要求6所述的石墨烯铅炭电池负极铅膏板的制备方法,其特征在于,所述苯乙烯-马来酸酐共聚物中的单体单元苯乙烯和马来酸酐的摩尔比为1:0.54~0.62。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201911294327.3A CN111082049B (zh) | 2019-12-16 | 2019-12-16 | 石墨烯铅炭电池负极铅膏板及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201911294327.3A CN111082049B (zh) | 2019-12-16 | 2019-12-16 | 石墨烯铅炭电池负极铅膏板及其制备方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN111082049A CN111082049A (zh) | 2020-04-28 |
CN111082049B true CN111082049B (zh) | 2021-02-05 |
Family
ID=70315161
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201911294327.3A Active CN111082049B (zh) | 2019-12-16 | 2019-12-16 | 石墨烯铅炭电池负极铅膏板及其制备方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN111082049B (zh) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE112021004616T5 (de) * | 2020-09-01 | 2023-07-20 | Cabot Corporation | Dynamische Ladungsaufnahme in Blei-Säure-Batterien |
CN113161539A (zh) * | 2021-02-05 | 2021-07-23 | 肇庆理士电源技术有限公司 | 一种痕量酸化碳纳米管负极板与铅膏及其制备方法 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6178825A (ja) * | 1984-09-26 | 1986-04-22 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | エポキシ樹脂組成物およびそれを用いた鉛蓄電池 |
CN104681812A (zh) * | 2015-01-14 | 2015-06-03 | 张亚妮 | 用于铅酸电池的石墨复合碳电极材料、其制备的电极及其制备方法 |
CN106654217A (zh) * | 2017-01-09 | 2017-05-10 | 江苏海宝电池科技有限公司 | 一种铅碳动力电池用复合碳素负极活性物质及其制备方法和其应用 |
CN108682851A (zh) * | 2018-06-06 | 2018-10-19 | 超威电源有限公司 | 一种储能用铅炭电池负极铅膏及其制备方法 |
CN109103426A (zh) * | 2018-07-24 | 2018-12-28 | 浙江天能电池(江苏)有限公司 | 一种用于高性能启停铅炭超级电池的负极板铅膏及其制备方法 |
-
2019
- 2019-12-16 CN CN201911294327.3A patent/CN111082049B/zh active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6178825A (ja) * | 1984-09-26 | 1986-04-22 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | エポキシ樹脂組成物およびそれを用いた鉛蓄電池 |
CN104681812A (zh) * | 2015-01-14 | 2015-06-03 | 张亚妮 | 用于铅酸电池的石墨复合碳电极材料、其制备的电极及其制备方法 |
CN106654217A (zh) * | 2017-01-09 | 2017-05-10 | 江苏海宝电池科技有限公司 | 一种铅碳动力电池用复合碳素负极活性物质及其制备方法和其应用 |
CN108682851A (zh) * | 2018-06-06 | 2018-10-19 | 超威电源有限公司 | 一种储能用铅炭电池负极铅膏及其制备方法 |
CN109103426A (zh) * | 2018-07-24 | 2018-12-28 | 浙江天能电池(江苏)有限公司 | 一种用于高性能启停铅炭超级电池的负极板铅膏及其制备方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN111082049A (zh) | 2020-04-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN103337624B (zh) | 一种抑制析氢的铅酸蓄电池负极铅膏及制备方法 | |
CN103531791B (zh) | 一种超级电容铅炭电池及制备方法 | |
CN108493448B (zh) | 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 | |
CN103296275B (zh) | 碳材料包覆铅粉复合材料及其应用 | |
CN101916861A (zh) | 一种可提高蓄电池浅充放循环寿命的负极铅膏及制备方法 | |
CN103337622A (zh) | 铅炭电池负极铅膏及其制作方法 | |
CN105161770A (zh) | 一种铅酸蓄电池铅膏添加剂及其制备方法、应用 | |
CN111082049B (zh) | 石墨烯铅炭电池负极铅膏板及其制备方法 | |
CN102299337A (zh) | 铅酸蓄电池负极复合添加剂及其制备、使用方法 | |
CN101877402A (zh) | 蓄电池的负极板及其制造方法 | |
CN112736248A (zh) | 一种高寿命阀控式铅酸蓄电池的铅膏配方及其制备方法 | |
WO2021129793A1 (zh) | 利用痕量氧化石墨烯片制造长寿命铅酸电池负极的方法 | |
CN105702953A (zh) | 一种高温重负荷启停电池负极铅膏及其制备方法 | |
CN110571433A (zh) | 一种提升铅炭电池充电接受能力的负极碳添加剂及其应用 | |
Vangapally et al. | Lead-acid batteries and lead–carbon hybrid systems: A review | |
CN111710861A (zh) | 高性能铅碳负极铅膏及其制备方法 | |
CN111081986A (zh) | 一种高功率外敷式铅炭电池负极的制备方法 | |
CN112510182B (zh) | 一种铅酸蓄电池铅膏及铅酸蓄电池 | |
CN114628648A (zh) | 一种高性能硅碳负极极片及其制备方法 | |
CN111224097B (zh) | 一种铅膏、电池极板及其制备方法和应用 | |
CN113161539A (zh) | 一种痕量酸化碳纳米管负极板与铅膏及其制备方法 | |
CN111082048B (zh) | 石墨烯铅炭电池正极板铅膏及采用该铅膏制备电池的方法 | |
CN104538621A (zh) | 一种具有一维多孔结构的锰基层状富锂材料及其制备方法 | |
CN112614980B (zh) | 一种石墨烯铅炭电池正极板栅及其制备方法 | |
CN107994270B (zh) | 一种卧式铅炭电池及其制备方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |