CN220290842U

CN220290842U - 铅酸电池板栅材料、板栅、电极和铅酸电池及应用其的电动交通工具及储能系统

Info

Publication number: CN220290842U
Application number: CN202321785728.0U
Authority: CN
Inventors: 杨树斌; 施昱
Original assignee: Beihang University
Current assignee: Beihang University
Priority date: 2023-07-07
Filing date: 2023-07-07
Publication date: 2024-01-02
Anticipated expiration: 2033-07-07

Abstract

本实用新型公开了一种铅酸电池板栅材料、板栅、电极和铅酸电池及应用其的电动交通工具及储能系统，其中，该铅酸电池板栅材料包括：玻璃纤维编织物或非织物；所述玻璃纤维编织物或非织物中的玻璃纤维外表面包覆有MXene和/或MXene‑MAX异质结材料。本发明的铅酸电池铅基板栅材料表现优异的耐腐蚀性和电导性，可接近于纯铅板栅，同时质量与纯铅板栅相比大幅降低。能够有效提高铅酸电池的能量密度，同时，用于铅酸电池中还表现出更优异的循环稳定性。

Description

铅酸电池板栅材料、板栅、电极和铅酸电池及应用其的电动交通工具及储能系统

技术领域

本实用新型是属于铅酸电池领域，特别是关于一种铅酸电池板栅材料、板栅、电极和铅酸电池及应用其的电动交通工具及储能系统。

背景技术

在目前的电池市场中，铅酸电池拥有高性价比、高回收率、适用温度范围较广并且比锂电池更加安全可靠等优点，仍然是电池市场中份额最大、适用范围最广的二次电池，特别是在大型储能等领域。铅酸电池是我国产量最大的一种蓄电池，并且我国的铅酸电池产量排名世界第一。

目前商业铅酸电池的主要缺点是能量密度低且循环寿命短，主要原因之一就在于铅酸电池的电极板栅材料主要是纯铅或铅基合金，常用的铅基合金有铅锑(Pb-Sb)、铅钙(Pb-Ca)、铅锡(Pb-Sn)等合金；纯铅或者铅锡钙合金等，质量密度较大(>10g/cm³)，导致铅酸电池的整体质量较高，能量密度一般不超过50Wh/kg。可见，开发新型轻质板栅是高能量密度铅酸电池发展的巨大挑战。

实用新型内容

本实用新型针对现有的铅酸电池铅基板栅密度大，导致电池整体能量密度偏低的技术问题，提供一种非铅基的铅酸电池铅基板栅材料和板栅。

本实用新型第一方面提供一种铅酸电池板栅材料，该铅酸电池板栅材料包括：玻璃纤维编织物或非织物；所述玻璃纤维编织物或非织物中的玻璃纤维外表面包覆有MXene或MXene-MAX异质结材料。

在一些实施例中，上述铅酸电池板栅材料为网格状或片状。

在一些实施例中，上述铅酸电池板栅材料具有网格空隙或孔洞。

在一些实施例中，上述铅酸电池板栅材料具有柔性。

本发明第二方面提供一种铅酸电池板栅，包括上述的铅酸电池板栅材料；和，极耳。

在一些实施例中，上述极耳包括接触部和引出部，所述引出部与所述接触部电性连接，所述接触部包括一凹槽，所述铅酸电池板栅材料一端的全部或部分嵌入所述凹槽中。

在一些实施例中，上述接触部为片状或条状，所述铅酸电池板栅材料全部或部分与该接触部贴合接触。

在一些实施例中，上述铅酸电池板栅还包括有数个固定部，用于固定所述接触部和所述铅酸电池板栅材料。

在一些实施例中，上述固定部为固定钉，所述固定钉穿透所述接触部和所述铅酸电池板栅材料。

在一些实施例中，上述极耳的材质为铅或铅合金。

本发明第三方面提供一种铅酸电池电极，包括上述的铅酸电池板栅材料；或，上述的铅酸电池板栅。

本发明第四方面提供一种铅酸电池，包括上述的铅酸电池板栅材料；或，如上述的铅酸电池电极。

本实用新型第五方面提供一种电动交通工具，包括上述的铅酸电池。该电动交通工具可以是电动汽车、电动自行车、电动摩托车、电动船等。

本实用新型第六方面提供一种储能系统，包括上述的铅酸电池。该储能系统可以是配合光伏、风能、生物质能发电的储能系统，或者用于电网平峰的储能系统，或者，路灯、通讯设备的备用电源等。

与现有技术相比，根据本实用新型提供了一种非铅基轻量化的铅酸电池铅基板栅材料，及以该铅酸电池铅基板栅材料制备的铅酸电池铅基板栅。该铅酸电池铅基板栅材料以玻璃纤维编织物或非织物为基体，其中的玻璃纤维表面包覆有二维MXene和/或含有MXene-MAX异质结材料。得到的铅酸电池铅基板栅材料表现优异的耐腐蚀性和电导性，可接近于纯铅板栅，同时质量与纯铅板栅相比大幅降低。能够有效提高铅酸电池的能量密度，同时，用于铅酸电池中还表现出更优异的循环稳定性。

附图说明

图1是本实用新型中的由MAX相到MXene材料的制备过程示意图。

图2是本实用新型中的MXene异质结材料的高分辨电镜照片及其结构示意图(a)；晶格间距分析照片(b)；高分辨电镜照片及其结构示意图(c)；晶格间距分析照片(d)。

图3为本实用新型实施例1中得到的Ti₃C₂T_x@GF毡组装的铅酸电池板栅的照片。

图4为本实用新型实施例1中得到的Ti₃C₂T_x@GF毡的SEM照片，可以看到二维MXene包覆玻璃纤维的结构。

图5为对比样负载物为石墨烯的复合GF毡的照片，可以看到石墨烯难以在玻璃纤维毡中均匀分散。

图6为本实用新型实施例3中得到的Ti₃C₂T_x@GF网的照片，可以看到MXene在玻璃纤维编织网中均匀分散，且该Ti₃C₂T_x@GF网表现出可弯折性的结构弹性。

图7为本实用新型实施例4中铅酸电池板栅的结构示意图。

图8为本实用新型实施例5中铅酸电池板栅的结构示意图。

图9为本实用新型实施例6中铅酸电池板栅的结构示意图。

图10为本实用新型实施例7中铅酸电池板栅的结构示意图。

图11为本实用新型实施例8中铅酸电池板栅与传统电池板栅组装成铅酸电池的电化学性能对比。

主要附图标记说明：

100、200、300铅酸电池板栅；10铅酸电池板栅材料；20极耳，21、211接触部，210凹槽，22引出部，23固定钉。

具体实施方式

以下通过具体实施例说明本实用新型的技术方案。应该理解，本实用新型提到的一个或者多个步骤不排斥在组合步骤前后还存在其他方法和步骤，或者这些明确提及的步骤间还可以插入其他方法和步骤。还应理解，这些实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。除非另有说明，各方法步骤的编号仅为鉴别各方法步骤的目的，而非限制每个方法的排列次序或限定本实用新型的实施范围，其相对关系的改变或调整，在无实质技术内容变更的条件下，亦可视为本实用新型可实施的范畴。

实施例中所采用的原料和仪器，对其来源没有特定限制，在市场购买或者按照本领域内技术人员熟知的常规方法制备即可。

本申请实施例中所采用的MXene材料、MXene-MAX异质结材料及MAX相材料购买自北京三川烯能科技有限公司，其他原料和仪器，对其来源没有特定限制，在市场购买或者按照本领域内技术人员熟知的常规方法制备即可。

本申请中的MXene相材料是由MAX相材料刻蚀其中的A组分得到，通过控制刻蚀程度，得到外面具有手风琴MXene材料特点，内部又具有MAX相材料特点的材料，类似于“海胆”结构的MXene-MAX异质结材料。其材料制备过程示意图如图1所示。我们以Ti₃AlC₂为例来说明这种MXene-MAX异质结材料的特点，如图2所示，其中图2a和b给出了MAX相材料Ti₃AlC₂的高分辨电镜照片及其结构示意图(a)和晶格间距分析照片(b)；图2c和d给出了Ti₃AlC₂部分刻蚀的MXene-MAX异质结材料(记为MXene-Ti₃AlC₂)的高分辨电镜照片及其结构示意图(c)和晶格间距分析照片(d)，通过对比可以看出MXene-Ti₃AlC₂的表面形态明显的区别了Ti₃AlC₂，表面呈现出MXene的特点。

本实用新型中的MXene材料的化学式表示为M_n+1X_nT_x，其中M选自过渡金属元素中的一种或多种，X选自于碳、氮或硼元素中一种或多种，T代表官能团，1≤n≤4；优选地，所述M选自Ti、V、Mo、Nb、Ta、W、Cr中的至少一种。

本实用新型中的MXene-MAX异质结材料的化学式表示为M_n+1A_mX_nT_x，其中，M选自过渡金属元素中的一种或多种，A选自第三主族和/或第四主族的元素，X选自于碳、氮或硼元素中一种或多种，1≤n≤4，0＜m＜1；优选地，所述M选自Ti、V、Mo、Nb、Ta、W、Cr中的至少一种，所述A选自Al、Sn或Si元素，T代表官能团。

本实用新型提供一种铅酸电池板栅材料及其制备方法，该铅酸电池板栅材料包括：所述玻璃纤维编织物或非织物，和，负载于所述玻璃纤维编织物或非织物的MXene和/或MXene-MAX异质结材料。制备方法包括：将MXene和/或MXene-MAX异质结材料的分散液分散于玻璃纤维编织物或非织物上，干燥后得到；其中将分散液分散的方法，包括将分散液喷涂、涂覆、刮涂、旋涂于玻璃纤维编织物或非织物上；或，将玻璃纤维编织物或非织物浸渍于分散液中，数次提拉，使分散液分散于玻璃纤维编织物或非织物中，再干燥后得到。

由于MXene、MXene-MAX异质结材料、玻璃纤维均具有良好的亲水性，本实用新型的分散液中的溶剂优选亲水性溶剂，在一些具体实施例中，该亲水性溶剂包括水和/或醇类，醇类如乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇等。

区别于现有铅酸电池中含铅或镀铅的板栅材料，本实用新型提供了一种不含金属铅或铅合金的铅酸电池板栅材料，该铅酸电池板栅材料以玻璃纤维编织物(如玻璃纤维编织布)，玻璃纤维非织物(如玻璃纤维毡)作为基体，该些玻璃纤维编织物或非织物中含有大量微细直径的一维玻璃纤维；二维材料MXene和/或含有二维结构的MXene-MAX异质结材料，均具有优异的导电性，分散于该些一维玻璃纤维之间，形成包覆或包裹的结构，使铅酸电池板栅材料表现出导电性。

本实用新型铅酸电池板栅材料选用玻璃纤维编织物或非织物，一方面，该些玻璃纤维，其材质为玻璃，在铅酸电池电解液的强酸性环境下能够表现优异的耐腐蚀性；另一方面，大量一维玻璃纤维之间形成的微小间隙能够产生毛细管效应，有利于分散液在其中渗透和扩散，使分散液中的MXene和/或MXene-MAX异质结材料在玻璃纤维编织物或非织物中均匀分散，并形成包覆，产生良好的结合力；再一方面，玻璃材料表面含有羟基，具有良好的亲水性，而MXene、MXene-MAX异质结材料本身具有良好的亲水性，能够易于与玻璃纤维形成良好的接触；本实用新型铅酸电池板栅材料选用MXene和/或MXene-MAX异质结材料，利用了其优异导电性、二维柔软特性，在随着分散液渗入玻璃纤维编织物或非织物的过程中，能与一维玻璃纤维形成二维包覆结构一维玻璃纤维，MXene、MXene-MAX异质结材料与玻璃纤维之间不仅产生优异结合力，还使整个材料表现出良好的导电性。

本实用新型提供的铅酸电池板栅材料表现出优异的耐酸性、良好的导电性，由于整个材料中不含有铅或铅合金，该复合材料具有低密度，能够显著降低现有铅酸电池板栅的重量，也即本实用新型提供一种轻量化的铅酸电池板栅材料。

以下通过具体实施例说明本实用新型的技术特点：

实施例1

本实施例提供一种铅酸电池板栅材料及其制备方法，其中该铅酸电池板栅材料包括玻璃纤维毡和MXene材料，该玻璃纤维毡购买自江苏泽宇森碳纤维科技股份有限公司，剪切为长7.5cm、宽4.8cm的方形片，MXene材料为含F官能团的Ti₃C₂T_x纳米片，实施步骤包括：

1)将Ti₃C₂T_x纳米片与溶剂乙醇混合，配制Ti₃C₂T_x纳米片浓度为2mg/mL，超声分散后，得到Ti₃C₂T_x分散液；

2)使用喷枪将该Ti₃C₂T_x分散液喷涂于玻璃纤维毡上，通过喷涂量，能够方便地控制玻璃纤维毡上的MXene材料的覆载量；

3)将步骤2中含有Ti₃C₂T_x分散液的玻璃纤维毡干燥后，得到铅酸电池板栅材料；更具体地，在真空烘箱中30～80℃范围内烘干；在本实施例中，50℃下烘干12h，得到复合GF毡，即分散有Ti₃C₂T_x的玻璃纤维毡，标记为Ti₃C₂T_x@GF毡。

实施例2

本实施例提供另一种铅酸电池板栅材料及其制备方法，与实施例1类似，不同之处在于，将其中的Ti₃C₂T_x纳米片替换为MXene-MAX异质结材料Ti₃C₂T_x-Ti₃AlC₂，得到质量浓度为2mg/mL的分散液，同样采用喷涂法，干燥后得到复合GF毡，标记为Ti₃C₂T_x-Ti₃AlC₂@GF毡。在本实施例中原始玻璃纤维毡的面密度为100g/m²。

通过称量原始玻璃纤维毡和得到的复合GF毡之间的重量差，得到负载物MXene或MXene-MAX异质结材料的负载量；测试复合GF毡的电阻值，测试方法为伏安法，裁剪长5cm，宽1cm的样品，将欧姆表阴阳极分别置于样品两侧，测量电阻。结果如下表1所示：

表1.不同负载量的复合GF毡的电阻值测试结果

可以看到，实施例1中随着MXene量的增加，Ti₃C₂T_x@GF毡的电阻值下降；当MXene的负载量0.1～1.2g/m²区间时，Ti₃C₂T_x@GF毡的电阻值随着MXene负载量增加，显著降低；当负载量达到1.5g/m²之后，电阻值低于1Ω，当负载量达到1.7g/m²之后，继续增加涂覆MXene的量电阻值的下降趋于平缓，综上优选质量在1.7g/m²以上MXene时为最佳量；因此，本实用新型中优选地，MXene的负载量≥1.2g/m²；更优选地，介于1.2～10g/m²，再优选地，更优选地，介于1.5～5g/m²，再优选地，介于1.7～2g/m²。经换算，每百克上述玻璃纤维编织物或非织物上，MXene和/或MXene-MAX异质结材料的负载质量≥1.2g；更优选地，≥1.5g，再优选地，介于1.5至5g；再优选地，介于1.7至2g。

实施例2中添加物为MXene-MAX异质结材料时，同样具有类似的规律，可见MXene或MXene-MAX异质结材料在玻璃纤维毡中形成了导电网络，发挥了其优异导电性特点，得到的复合物板栅材料具有优异导电性。但在相同负载量的情况，添加物为MXene表现出更优的电阻值。因此，更优选为MXene材料。采用相同的方法测试同样大小的纯铅板，电阻值为0.35Ω，可见，当MXene添加量在1.7～2g/m²时，本实用新型得到的板栅材料具有接近于纯铅板的电阻值。

图3给出了MXene负载量为1.5g/m²的Ti₃C₂T_x@GF毡照片，可以看到，整个材料呈现均匀的灰色，说明MXene材料在玻璃纤维毡中均匀分散。图4为Ti₃C₂T_x@GF毡的扫描电镜(SEM)照片，找到玻璃纤维边缘有二维MXene的突出部位，可以明显地看到二维MXene实现了对玻璃纤维丝的包覆。这一方面是由于MXene超薄二维且柔软的特性，另一方面MXene和玻璃纤维两者均具有亲水性，界面两相相亲；再一方面，这种包覆结构也使得MXene在玻璃纤维毡中具有优异的结合力，稳定存在，不易脱落。

对比例1

与实施例1和2类似，采用相同的方法，将Ti₃C₂T_x纳米片替换为MAX相材料Ti₃AlC₂以及同样具有二维片层结构的石墨烯，分别得到Ti₃AlC₂@GF毡和石墨烯@GF毡。测试负载物含量及相应的电阻值如下：

表2.对比例1中的不同负载量的复合GF毡的电阻值测试结果

可见相同负载量的情况下，负载物为MAX相Ti₃AlC₂的复合GF毡，电阻值要显著地高于负载物为MXene或MXene-MAX异质结材料的复合GF毡，这是由于MAX相为颗粒状材料，MAX相颗粒与玻璃纤维之间难以形成较佳地结合；石墨烯虽然具有二维片层结构和导电性，但是石墨烯不具有亲水性，石墨烯难以在玻璃纤维之间渗透和分散，图5给出了负载物为石墨烯的复合GF毡，可以看到，石墨烯在玻璃纤维毡表面明显不均匀分散。

在另一些实施例中，上述铅酸板栅材料中的玻璃纤维毡还可以替换为玻璃纤维编织物；在一些实施方式中，该些玻璃纤维编织物具有网格结构。在一些实施方式中，玻璃纤维编织物或非织物上具有网格空隙或孔洞。

在一些实施例中，为了增强MXene和/或MXene-MAX异质结材料与玻璃纤维之间的结合力，可以选择性的添加粘结剂，比如：丁苯橡胶(SBR)、羟甲基纤维素(CMC)、聚乙烯醇(PVA)、聚四氟乙烯(PVDF)、水性聚氨酯(PU)中的一种或多种。优选地，按照质量百分比比，粘结剂的添加量为负载物的0.1～1％；在一优选的具体实施例中，在MXene的分散液中添加粘结剂为SBR，添加量为0.5％。

实施例3

本实施例提供另一种铅酸电池板栅材料及其制备方法，其中，基体为具有网格状的玻璃纤维编织物，将该玻璃纤维编织物浸渍于MXene分散液中，数次提拉干燥后得到。

本实施例更具体的实施步骤：将玻璃纤维编织物浸渍与2mg/mL的Ti₃C₂T_x纳米片分散液(与实施例1中相同)，超声10min后取出，置于真空烘箱中50℃干燥12h后，得到负载物为Ti₃C₂T_x的玻璃纤维编织网，标记为Ti₃C₂T_x@GF网，如图6所示，可以看到，玻璃纤维编织网呈现均匀的灰色，说明MXene材料均匀分散于玻璃纤维编织网中，并且该编织网还具有可弯折的结构弹性，这是玻璃纤维非织物或现有金属铅或铅合金板栅所不具有的特性，以玻璃纤维编织网为基体的铅酸电池板栅材料，能够进一步赋予铅酸电池柔性。

将本实用新型的铅酸电池板栅材料进行耐腐蚀性能测试，测试方法为：将新型板栅与传统铅板栅在硫酸溶液(质量浓度40％)内浸泡，浸泡7天后取出测试栅板，清洗去除表面腐蚀物质后干燥再称重，记录板栅腐蚀后重量，结果如下表3所示：

表3.不同板栅在酸性条件下耐腐蚀性能测试结果

可见，本实用新型中以玻璃纤维毡或玻璃纤维编织物为基体的铅酸电池板栅材料几乎无腐蚀重量衰减，显示优异的耐腐蚀性能。除此之外，本实用新型的铅酸电池板栅材料的重量约为1.4g，与目前使用的相同大小的传统铅板栅重量约为6.4g，相比减重达78％，本实用新型提供了一种轻量化的铅酸电池板栅材料。

实施例4

本实施例提供一种铅酸电池板栅，如图7所示，其中该铅酸电池板栅100包括了本实用新型的铅酸电池板栅材料10和极耳20。极耳20的作用在于引出/入电流，一般是金属材质，包括有与铅酸电池板栅材料电性连接的接触部21和与所述接触部21连接的引出部22。

在本实施例中，所述接触部21呈弯折状，并形成一凹槽210，片状铅酸电池板栅材料10的一端嵌入该凹槽210中，并能与凹槽210内部电性接触；引出部22为条状，其一端与接触部21电性连接。图1为采用实施例1得到的铅酸电池板栅材料与极耳组装的铅酸电池板栅100的照片，在该实施例中极耳的接触部和引出部均使用厚度为0.1mm的铅箔，接触部通过冷加工弯折成型，引出部焊接于接触部上。

实施例5

本实施例提供另一种铅酸电池板栅200，与实施例4类似，不同之处在于，如图8所示，极耳20的接触部21、211为条状或片状，与铅酸电池板栅材料的一端接触。在如图8所示的实施例中，极耳20的接触部21、211由数条金属带组成，该些金属带贴合于铅酸电池板栅材料10形成电性接触，更具体地，接触部21与铅酸电池板栅材料10的一端接触，接触部211包括3条金属带，与接触部21垂直连接，间隔地设置于铅酸电池板栅材料10的一面，以汇集电流。

在另一实施方式中，接触部21、211还可以设计为片状和/或条状，数量、尺寸和排布可根据铅酸电池板栅材料10的选择性的调整。

实施例6

本实施例提供另一种铅酸电池板栅300，与实施例4类似，不同之处在于，如图9所示，本实施例的铅酸电池板栅材料10为具有网格结构的玻璃纤维编织物。

在另一些实施方式中，该编织物的网格的孔洞还可以是其他形状(如圆形、条状等)或不规则形状。

由于本实用新型的铅酸电池板栅材料的基体为玻璃纤维编织物或非织物，性质偏脆，将极耳的接触部设计为片状、条状或包括一凹槽，能够有效地避免玻璃纤维编织物或非织物破损。极耳的材质优选为金属铅或铅合金，通过冷压或热浇筑的方式成型，与本实用新型的铅酸电池板栅材料装配后得到本实用新型的铅酸电池板栅。

实施例7

为了避免本实用新型的极耳与铅电池板栅材料之间滑移，在一些实施方式中，在接触部还可以设置固定部，以固定极耳与铅电池板栅材料。固定部的数量、大小和形状可以根据实施条件改变。

在本实施例中，如图10所示，实施例4中铅酸电池板栅的接触部21设置了数个铅合金材质的固定钉23(固定部)，该固定钉23穿透接触部21和铅酸电池板栅材料10，将两者固定。

实施例8

为了验证本实用新型的铅酸电池板栅材料的应用效果，将实施例4得到的铅酸电池板栅组作为负极板栅，制备铅酸电池负极片，再组装为铅酸电池。也即，本实施例提供一种铅酸电池电极片和铅酸电池。

铅酸电池的制备方法包括：在经过300-500目筛网过滤的铅粉中加入1.0-1.3wt％的常用添加剂(硫酸钡：腐殖酸：乙炔黑＝5:4:2)混合均匀，加入8-13mol/L的硫酸，控制加入速度，使反应温度不超过70℃；同时，迅速搅拌让硫酸和铅粉充分反应，得到铅膏；将铅膏均匀涂覆在实例4得到的铅酸电池板栅上，得到厚度1-3mm的极板。将涂好膏的负极板放入稀硫酸溶液内，进行恒流化成，电流密度控制在1-10mA/cm³之间；经过10-50个小时，负极板表面变成青灰色，同时均匀析气，即得到化成好的负极板。

拆取商业使用的铅酸电池正极板栅，以正极/AGM(玻璃纤维)隔膜/负极/AGM隔膜/正极的方式组装，放入上述商业铅酸电池壳内，注入商用铅酸电池电解液，使用环氧树脂密封。在25℃条件下，使用蓝博电池测试系统测试，测试参数设置为0.5C进行恒压限流充放电测试。

采用相同的方法，将传统铅酸电池板栅制备铅酸电池负极片，再组装为铅酸电池，作为对比铅酸电池，测试结果如图10所示。

可以看到，本实用新型的铅酸电池初始容量与对比铅酸电池接近，达约148mAh/g，前8个循环圈，与对比铅酸电池的性能相当，第8圈之后，对比铅酸电池的比容量继续衰减，而本实用新型的电池比容量逐渐趋于稳定，在27圈后，本实用新型铅酸电池的比容量稳定在142mAh/g，对比铅酸电池比容量衰减至137mAh/g。显示本实用新型铅酸电池表现更优异的容量保持率，这与本实用新型的铅酸电池板栅材料优异的耐腐蚀性和导电性有关。

综上可见，本实用新型提供了一种非铅基的轻量化的铅酸电池板栅材料，其具有与铅基板栅相比，减重达78％，同时又相当的电导性，表现更优异的耐腐蚀性。组装有该铅酸电池板栅材料的铅酸电池，表现更好的容量保持率。

本实用新型的铅酸电池板栅材料主要成分是玻璃纤维，成本低廉，制备方法简单易于工业化放大，使用本实用新型的铅酸电池板栅材料，能够提高铅酸电池的重量比能量，降低电池成本，具有显著的实用性。

需要说明的是，由于MXene材料是一类二维材料，用化学式表示为M_n+1X_nT_x，其中M选自过渡金属元素中的一种或多种；X选自于碳、氮或硼元素中一种或多种；T_x代表官能团，包括-F、-Cl、Br、I、-O、-S、-OH、-NH₄中一种或多种；1≤n≤4。同样地，MAX相材料也是一类陶瓷材料，用化学式表示为M_n+1AX_n，其中，M选自过渡金属元素中的一种或多种；A选自第第三主族和/或第四主族的元素；X选自于碳、氮或硼元素中一种或多种；1≤n≤4。在本实用新型的启示下，选用其他类型的MXene材料、MXene-MAX异质结材料、MAX相材料用于与玻璃纤维编织物或非织物复合，将该些复合材料用于铅酸电池的电极板栅同样属于本实用新型的技术构思。

需要说明的是，本实用新型铅酸电池板栅材料是将MXene材料和/或MXene-MAX异质结材料负载于玻璃纤维编织物或非织物上，除了本实用新型实施例公开的喷涂、浸渍方法，其他方法，如涂覆、旋涂等，实现MXene材料和/或MXene-MAX异质结材料在玻璃纤维编织物或非织物上的负载和分散，均在本实用新型的技术构思之中。MXene材料和/或MXene-MAX异质结材料根据采用的不同方法，可以调整浓度范围在0.1mg/mL至80mg/mL。

前述对本实用新型的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本实用新型限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本实用新型的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本实用新型的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本实用新型的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。

Claims

1.一种铅酸电池板栅材料，其特征在于，所述铅酸电池板栅材料包括：玻璃纤维编织物或非织物；所述玻璃纤维编织物或非织物中的玻璃纤维外表面包覆有MXene或MXene-MAX异质结材料。

2.如权利要求1所述的铅酸电池板栅材料，其特征在于，所述铅酸电池板栅材料为网格状或片状；

和/或，所述铅酸电池板栅材料具有网格空隙或孔洞；

和/或，所述铅酸电池板栅材料具有柔性。

3.一种铅酸电池板栅，其特征在于，包括如权利要求1或2所述的铅酸电池板栅材料和极耳。

4.如权利要求3所述的铅酸电池板栅，其特征在于，所述极耳包括接触部和引出部，所述引出部与所述接触部电性连接，所述接触部包括一凹槽，所述铅酸电池板栅材料一端的全部或部分嵌入所述凹槽中；

或，所述接触部为片状或条状，所述铅酸电池板栅材料全部或部分与该接触部贴合接触。

5.如权利要求4所述的铅酸电池板栅，其特征在于，所述铅酸电池板栅还包括有数个固定部，用于固定所述接触部和所述铅酸电池板栅材料。

6.如权利要求5所述的铅酸电池板栅，其特征在于，所述固定部为固定钉，所述固定钉穿透所述接触部和所述铅酸电池板栅材料。

7.如权利要求3所述的铅酸电池板栅，其特征在于，所述极耳的材质为铅或铅合金。

8.一种铅酸电池电极，其特征在于，包括如权利要求1或2所述的铅酸电池板栅材料；

或，如权利要求3至7中任一项所述的铅酸电池板栅。

9.一种铅酸电池，其特征在于，包括如权利要求1或2所述的铅酸电池板栅材料；

或，如权利要求8所述的铅酸电池电极。

10.一种电动交通工具，其特征在于，包括如权利要求9所述的铅酸电池。

11.一种储能系统，其特征在于，包括如权利要求9所述的铅酸电池。