[发明专利]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

说明书

本发明提供了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。所述铅炭电池负极铅膏以重量份计包括以下组分：铅粉85‑100份，改性活性炭0.5‑2份，硫酸4‑8份，硫酸钡0.1‑2份，木质素磺酸钠0.05‑1份，腐殖酸0.1‑0.3份，短纤维0.05‑1份，水8‑15份。所述制备方法包括：取配比量的铅粉、改性活性炭、硫酸、硫酸钡、木质素磺酸钠、腐殖酸、短纤维和水，进行混合，得到所述铅炭电池负极铅膏。本发明提供的铅炭电池负极极板包含所述铅炭电池负极铅膏，铅炭电池包含所述铅炭电池负极极板。本发明提供的负极铅膏抑制了析氢反应的发生，提高了炭材料在负极板中的利用率。

技术领域

本发明属于铅酸蓄电池技术领域，具体涉及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。

背景技术

能源和环境是当今社会面临的两大主要难题，为缓解能源和环境危机，我国正大力发展太阳能、风能等可再生能源，然而这类清洁能源的输出功率具有间歇性和波动性，不能满足负荷侧的用电需求，借助电池储能技术可以有效弥补这些不足。目前电化学储能主要分为铅酸电池、镍氢电池、锂离子电池和超级电容器等几大类型，其中铅酸电池具有原材料丰富、成本低廉、安全性好、技术完善和再生回收率高等优点，是使用量最大的二次电池，迄今为止已有150多年的发展历史，被广泛应用于电力、通讯、交通、航空等各个领域。但是，传统的铅酸电池在高倍率部分荷电态(HRPSoC)下容易发生不可逆硫酸盐化，造成电池循环性能下降，影响其使用寿命。

铅炭电池是在铅蓄电池负极中引入具有高比表面积、高导电性炭材料。炭材料的加入一方面可以增加负极板的导电性和铅的分散性，进而提高铅活性物质的利用率，改善电池的充电接受能力；另一方面也可有效抑制硫酸铅晶体的生长变大，延长电池的循环性能。但是炭材料在硫酸中的化学性质不稳定，尤其是在电池进行大电流充电时，部分炭会被硫酸逐渐氧化，引起过度析氢，导致电解液水分流失，降低炭材料在负极板中抑制硫酸盐化的有益作用。

为有效改善铅炭电池存在的上述问题，科研工作者们进行了大量尝试试验。专利CN 105449176 A指出对负极炭材料进行改性处理，即通过提高活性炭的亲水性并负载抑制析氢反应的有机铋，进而提高铅膏的紧密性和充电性能。另外一项专利CN 104993128 A提出采用一种高定向热解石墨板作为正极，以铅板为辅助电极，在电解液中电解，再进行分散，这也可以在一定程度上提高负极板的析氢电位。但上述方案对于炭材料对负极活性物质带来的不利影响均没有进行很充足的研究，并且在循环次数上还有待提高。

因此，开发一种高性能的铅炭电池对于本领域仍有重要的意义。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供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，提高炭材料在铅炭电池中的利用率，实现电池电化学性能的提高，解决现有铅炭电池存在的过度析氢问题。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供一种铅炭电池负极铅膏，所述铅炭电池负极铅膏以重量份计包括以下组分：

所述铅炭电池负极铅膏中，以重量份计，铅粉重量份数为85-100份，例如85份、87份、90份、95份或100份等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

所述改性活性炭的重量份数为0.5-2份，例如0.5份、0.8份、1份、1.5份、1.8份或2份等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

所述硫酸的重量份数为4-8份，例如4份、5份、6份、7份或8份等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

所述硫酸钡的重量份数为0.1-2份，例如0.1份、0.3份、0.5份、0.7份、1份、1.5份或2份等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。