[发明专利]一种铅炭电池的核壳结构活性炭负极材料及制备方法

权利要求书

1.一种铅炭电池的核壳结构活性炭负极材料，所述负极材料为球形壳核结构，其特征在于，所述球形壳核结构的壳为活性炭，核为铋盐-镓盐形成的固溶体。

2.根据权利要求1所述的一种铅炭电池的核壳结构活性炭负极材料，其特征在于，所述球形壳核结构的粒径为0.5-15μm。

3.根据权利要求1所述的一种铅炭电池的核壳结构活性炭负极材料，其特征在于，所述活性炭与铋盐-镓盐形成的固溶体的重量百分比为：活性炭40-60%，铋盐-镓盐形成的固溶体40-60%。

4.根据权利要求1所述的一种铅炭电池的核壳结构活性炭负极材料，其特征在于，所述铋盐为五水合硝酸铋，镓盐为硝酸镓。

5.根据权利要求1所述的一种铅炭电池的核壳结构活性炭负极材料，其特征在于，所述铋盐与镓盐的摩尔比为1：（0.95-1.05）。

6.权利要求1-5任一项所述的一种铅炭电池的核壳结构活性炭负极材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1原料制备：将五水合硝酸铋溶于去离子水中，制备得到铋离子摩尔浓度为1.0-1.2mol/L的硝酸铋溶液；将硝酸镓溶于去离子水中，制备得到镓离子摩尔浓度为1.0-1.2mol/L的硝酸镓溶液；将酚醛树脂与甲苯溶剂按照重量比为1：（6-8）混合形成酚醛树脂-甲苯溶液；

S2制备铋盐-镓盐形成的固溶体：将S1步骤中制备得到的硝酸铋溶液、硝酸镓溶液和酚醛树脂-甲苯溶液混合，水浴加热，静置20-30h，离心除去上层清液得到絮状沉淀，将絮状沉淀在水蒸气和二氧化碳的氛围中进行微波烧结，获得铋盐-镓盐形成的固溶体；

S3制备负极材料：将有机碳源溶于去离子水中形成混合溶液加入反应釜中，再加入铋盐-镓盐形成的固溶体，高温高压反应结束后，过滤，洗涤，真空干燥，在保护气氛围中恒温炭化，自然冷却后形成负极材料。

7.根据权利要求6所述的一种铅炭电池的核壳结构活性炭负极材料的制备方法，其特征在于，所述S1步骤中硝酸铋溶液和硝酸镓溶液的制备温度为20-30℃；所述S1步骤中酚醛树脂-甲苯溶液的制备温度为40-50℃，混合时间为30-45min。

8.根据权利要求6所述的一种铅炭电池的核壳结构活性炭负极材料的制备方法，其特征在于，所述S2步骤中硝酸铋溶液、硝酸镓溶液和酚醛树脂-甲苯溶液的体积比为1：（0.95-1.05）：（0.5-0.6）；所述S2步骤中水浴的加热温度为55-65℃，加热时间为25-35min；所述微波烧结的温度为800-900℃。

9.根据权利要求6所述的一种铅炭电池的核壳结构活性炭负极材料的制备方法，其特征在于，所述S3步骤中高温高压反应的温度为200-210℃，反应压力为0.8-1.5MPa，反应时间为12-15h；所述洗涤为去离子水洗涤两次之后乙醇洗涤一次；所述中真空干燥的温度为80-90℃，干燥时间为4-5h；所述保护气为氮气或氩气，炭化温度为450-550℃，炭化时间为5-6h。

10.根据权利要求6所述的一种铅炭电池的核壳结构活性炭负极材料的制备方法，其特征在于，所述S3步骤中有机碳源为葡萄糖、蔗糖和/或淀粉中的至少一种。