[发明专利]铅酸电池复合负极板

说明书

技术领域

本发明属于电化学电源领域，属于铅酸电池负极板的改良技术，本发明提供的复合负极板所制备的铅酸蓄电池适用于部分充电状态PSOC进行反复快速充放电的混合汽车、风机以及太阳能发电储能等产业。

背景技术

随着国家新能源战略的提出，各汽车厂商开始对混合动力汽车的研发逐渐重视，而且国家也加大了对于风光离网并网储能的支持力度，但新能源战略中所提到的能源储存和应用方法对现有电池技术提出了非常大的挑战。

目前常用的并相对成熟的电池主要分为锂离子电池，镍氢电池和铅酸电池，而相比前两种电池，铅酸电池在成本，安全以及低温放电方面仍然有较大的优势，因此迄今为止铅酸电池仍然占据了在很多电池应用领域的大部分份额，如汽车电池，大型储能电池等。尽管如此，但由于现在发展的新的储能或电池应用领域中，又提出了对所用电池性能的特殊需要，如PSOC下的大电流充放电，长时间无恢复性充电的小电流深放电循环等，对此传统的铅酸电池已经不能很好的满足当前的要求。如混合动力汽车所用电池，无论从微混到强混都要求电池具备PSOC下大电流的充放电性能，大约8C的充电电流来满足汽车刹车制动的能量回收功能，大约需要15C的瞬时大电流放电以应对汽车启动及加速要求。在上述情况下，普通铅酸电池非常容易硫酸盐化，从而导致了铅酸电池负极过早失效，极大的降低了电池的寿命。另外，对于太阳能风能发电所需的储能电池来讲，需要电池经常在不饱和充电状态下小电流且放电深度较大的情况下长时间运行，而且还不能及时的进行恢复性满充电，这样也非常容易导致电池因为硫酸盐化而失效。

对于上述问题，一般的解决办法是通过把超级电容器和普通电池进行外部并联来完成，但这种方式造成了超级电容器和普通电池的电气连接和电流电压控制系统较为复杂，提高了整个电池系统的成本。除此之外，针对上述问题的另一个更好的解决方法是研发带有复合负极板的铅酸电池，其原理是普通电池与超级电容器的内部混联，即在多孔集电板中充填铅活性物质构成的负极板表面施加炭混合剂覆盖层来制备复合极板，而炭混合剂覆盖层由具有导电性的炭黑、具有电容器容量或类似电容器容量的活性炭、石墨以及氯丁橡胶等粘结剂来组成的。当此复合负极板作为铅蓄电池负极使用，如果电池在反复进行PSOC快速充放电时，由于其电容器机能，与以往普通负极板构成的铅蓄电池相比，大电流放电能力得到很好的改善，且循环寿命大幅度延长。而且因为电容层的比表面积非常大，可以缓和小电流欠充电下电池电极的硫酸盐化现象。

存在的问题：尽管上述复合负极板电池可以提供较大电流的耐充放电性能，但经过多次试验发现因为碳本身的析氢过电位较低，容易造成电池的析氢，从而导致电解液的损失，进而引起复合极板铅酸蓄电池的失效。

发明内容

本发明提供一种铅酸电池复合负极板，以解决复合负极板因为碳本身的析氢过电位较低，容易造成电池的析氢，从而导致电解液的损失，进而引起复合极板铅酸蓄电池失效的问题。

本发明采取的技术方案是：是由下列方法得到的：

(一)按照常规铅膏配方进行涂膏制成负极板；

(二)将该负极板两面分别涂布电容层涂层，涂布量为负极活性物质重量的1～3％，形成复合负极板，该电容层浆料配方按重量份数比如下：涂覆有铅化合物的活性炭：50～60份，活性炭比表面积在1000～3000m²/g，炭黑：20～30份，粘结剂：5～15份，去离子水：200～300份；

(三)按常规方法对上述复合负极板进行固化。

本发明所述的：活性炭上涂覆的铅化合物负载量为活性炭质量的0.5％～30％。

本发明所述的：活性炭上涂覆的铅化合物负载量为活性炭质量的10％～20％。

本发明所述的：涂覆有铅化合物的活性炭的制备方法如下：

(1)、把待处理活性炭10g加入到浓度为0.5g/L～30g/L的Pb(AC)₂溶液0.1L中；

(2)、把上述活性炭醋酸铅混合液先在电加热器中加热、致混合液中的水分蒸发完毕，在此过程中需要进行充分搅拌；

(3)、把上述沉积处理后的活性炭放入马弗炉中、以400℃～500℃的温度下进行高温分解，使Pb(AC)₂分解为PbO；

(4)、把上述处理完毕的活性碳取出放入球磨机中进行微粒化处理，使其粒径为7～15微米。

本发明所述的：炭黑采用乙炔黑、炉黑、灯黑或槽黑。

本发明所述的：粘结剂采用氯丁橡胶或丁苯橡胶。