[实用新型]一种铅炭电池管式负极板

说明书

技术领域

本实用新型涉及铅酸蓄电池技术领域，具体涉及一种铅炭电池管式负极板。

背景技术

随着石油短缺问题和城市环境问题的日益突出，大力发展新能源产业和电动汽车产业成为国民经济可持续发展所面临的两大重要问题。二次电源作为能量存储和转换的器件，已成为制约这两大产业发展的关键。铅酸电池已经历了近150多年的发展历程，具有原材料来源丰富、安全可靠性好、性价比高、可回收利用等优点，在二次电源领域占据重要地位，其在理论研究方面，在产品种类及品种、产品电气性能等方面都得到了长足的进步，不论是在交通、通信、电力、军事还是在航海、航空各个经济领域，铅酸电池都起到了不可缺少的重要作用。随着新型储能和动力市场的不断发展，对铅酸电池的能量密度、功率密度以及循环寿命也提出了更高的要求。特别是在混合动力汽车以及间歇性新能源存储应用中，要求二次电池能够在部分荷电状态下具有良好的充电接受能力和较长的循环寿命。传统铅酸电池在这种工况下，负极表面极易形成粗大的“惰性”硫酸铅晶体，在随后的充电过程中，不能可逆的转化为铅，从而导致电池的充电接受能力下降，恶化电池循环性能。

铅炭电池是一种电容型铅酸电池，在铅酸电池的负极中加入了高比表面积和高电容活性的炭材料，可以吸收瞬间大电流，抑制表面硫酸盐化，使电池兼具高容量和高功率的特性，普通铅酸电池的正极活性材料是氧化铅(PbO2)，负极活性材料是铅(Pb)，若把负极活性材料Pb全部换成炭材料，则普通铅酸电池变成混合电容器；若把炭材料混合到负极活性材料Pb中，则普通铅酸电池变成铅炭电池。它将具有双电层电容特性的炭材料（C）与海绵铅（Pb）负极进行合并制作成既有电容特性又有电池特性的Lead-carbon双功能复合电极（以下简称Lead-carbon电极），Lead-carbon复合电极再与PbO2正极匹配组装成Lead-carbon电池。铅碳电池是一种新型的超级电池，铅碳电池是将铅酸电池和超级电容器两者合一：既发挥了超级电容瞬间大容量充电的优点，也发挥了铅酸电池的比能量优势，且拥有非常好的充放电性能——90分钟就可充满电(铅酸电池若这样充、放，寿命只有不到30次)。

目前的铅炭电池的负极极板一般为铅膏涂覆于基体上的结构，例如申请号为CN201210371066.2，发明名称为“一种铅炭电池负极极板”的发明专利申请，涉及一种铅炭电池负极极板，它在铅粉为主的活性物质中还添加占铅膏总重量0.1～10wt.%的活性炭，活性物质加水和1.0～1.4g/cm³的硫酸混合均匀而成铅膏，将该铅膏涂覆于铅钙合金基体，干燥后制备而成，炭添加剂的比表面积在1000-3000m²/g之间。由于炭和铅在密度上的较大差异，直接在负极铅膏中混入炭材料，存在着炭材料难以均匀分散、铅膏与极板结合力差的问题。炭材料与铅粉的不均匀混合，将影响负极涂膏的稳固性，降低极板强度。在负极铅膏中直接加入大量的炭，在循环过程中容易造成铅膏的脱落，降低电池的寿命。

实用新型内容

为了克服现有技术的上述缺陷，本实用新型针对铅膏稳固性差和易脱落的问题，提供了一种铅炭电池管式负极板，稳定铅膏结构，防止铅膏脱落，延长电池的使用寿命。

为实现上述实用新型目的，本实用新型采取的技术方案为：

一种铅炭电池管式负极板，极板包括负极板栅和填充的活性物质粉末，负极板栅为横梁和与其垂直的导电芯构成的栅栏结构，负极板栅外面设置有一套层，套层和导电芯的间隙填充活性物质，套层、负极板栅和封底构成密封腔体，活性物质为含按重量百分比计的下述物质构成：铅粉57～95wt%、电容性炭材料1～40wt%、炭黑〉0.1～0.5wt%、硫酸钡0.3～2wt%、木质素磺酸钠〉0～1.2wt%、腐植酸0.5～2wt%和短纤维0.05～<0.1wt%。

进一步的，活性物质为含按重量百分比计的下述物质构成：铅粉57～64wt%、电容性炭材料34～40wt%、炭黑〉0.1～0.5wt%、硫酸钡0.3～0.9wt%、木质素磺酸钠0.2～0.9wt%、腐植酸0.5～2wt%和短纤维0.05～<0.1wt%。

进一步的，负极板栅材质为金属、碳泡沫或硬质塑料中的一种。

进一步的，金属为铅、铜、钛、钽、钨、铝中的一种。

进一步的，负极板栅材质非铅时，负极板栅表面采用镀铅处理。

碳泡沫采用电镀镀铅，硬质塑料采用化学镀镀铅。

进一步的，套层材质为涤纶或无纺布。

材质为无纺布时，无纺布内部涂布胶水定型。