[发明专利]一种铅酸蓄电池负极铅膏及其制备方法

说明书

本发明公开了一种铅酸蓄电池负极铅膏及其制备方法，属于蓄电池技术领域。所述铅酸蓄电池负极铅膏，其组分包括铅粉、硫酸钡、腐植酸、硫酸和水，还包括表面镀有铅或铅合金的改性铜纤维。改性铜纤维具有优良的导电性和电化学活性和机械性能，添加到铅酸电池负极铅膏中与活性物质相容性好，与活性物质有大的接触面积，提高了活性物质的分散性，能够构建导电网络，提高了活性物质的利用率和铅酸电池的大功率性能，并且能提高极板的机械强度，增加电池循环寿命，测试结果表明，比容量提升10～60％，比能量提高25～70％，高倍率部分荷电状态下循环寿命明显延长。

技术领域

本发明涉及蓄电池技术领域，具体涉及一种铅酸蓄电池负极铅膏及其制备方法。

背景技术

铅酸电池主要由铅及其氧化物构成，电解液是硫酸溶液。荷电状态下，正极主要成分为二氧化铅，负极主要成分为铅；放电状态下，正负极的主要成分均为硫酸铅，以密度为1.28～1.32g/mL(浓度为27％～37％)的硫酸溶液作为电解液，统称为铅酸蓄电池(亦称“铅蓄电池”)。目前铅酸蓄电池在电力系统应用领域的研究重点是电力调峰、提高系统运行稳定性和提高供电质量等储能应用。这要求电池满足能量密度高、高低温性能优异、安全性好、循环寿命长、可快速充放电等应用特性。

常规的铅酸电池安全性及高低温性能优异，而提高铅酸电池的比能量、可快速充放电性能和延长铅酸电池的使用寿命成为限制铅酸电池在储能领域应用的三大关注热点。

申请公布号为CN 108832080A的专利文献公开了一种铅酸蓄电池负极铅膏。该负极铅膏由主料和辅料两部分组成，各组分按重量份配比如下：主料：三碱式硫酸铅(3BS)40-50、铅粉50-60；辅料：去离子水15-20、乙炔黑0.1-1、硫酸钠0.1-0.5、导电纤维0.1-0.25、木素0.1-0.5、腐殖酸0.1-0.5、硫酸钡0.5-2，通过将上述各组分混合均匀制备得到。利用该负极铅膏能提高铅酸蓄电池的电化学性能，延长电池的使用寿命。

申请公布号为CN 103413946A公开了一种铅酸蓄电池负极铅膏配方，各组分重量百分比为：铅粉70-90％、硫酸3-15％、水5-20％、短纤维0.05-2％、聚天门冬氨酸钠0.1-20％、纳米碳管0.1-10％。该发明中采用聚天门冬氨酸钠细化负极活性物质颗粒，提高负极容量和充电接受能力，降低负极析氢过电位减少负极析氢量；通过添加纳米导电碳管提高负极活性物质间导电性，减少内阻，提高负极充电接受能力，减少负极活性物质收缩，提高电池使用寿命。

目前，如何提高铅酸电池的比能量、可快速充放电性能以及延长铅酸电池的使用寿命仍是蓄电池研究的主要方向。

发明内容

本发明的目的在于提供一种铅酸蓄电池负极铅膏，把具有优良导电性和电化学活性的改性铜纤维添加到铅酸蓄电池负极铅膏中，以提升铅酸蓄电池的综合性能。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种铅酸蓄电池负极铅膏，其组分包括铅粉、硫酸钡、腐植酸、硫酸和水，还包括表面镀有铅或铅合金的改性铜纤维。

本发明研究表明，镀铅铜纤维不仅具有铅-硫酸的可逆氧化还原反应，而且具有优良的导电性，降低了大倍率脉冲充放电过程中铅酸电池负极的硫酸盐化现象，延长了铅酸电池在HRPSoC工作条件下的循环寿命，适合用于电动汽车和储能铅酸电池的负极材料。

作为优选，所述表面镀有铅或铅合金的改性铜纤维的直径为15～55μm、长度为1～3mm，表面镀膜厚度为5～25μm。改性铜纤维的长度不超过5mm，长度超过5mm易因固化干燥过程中极板内部应力变化而破损露出断面；优选的，表面镀膜厚度为不小于10μm，确保和膏过程中局部酸过量破坏纤维镀层。