[发明专利]一种铅蓄电池负极用碳复合材料及负极铅膏、铅蓄电池

说明书

本发明属于铅蓄电池技术领域。本发明公开了一种铅蓄电池负极用碳复合材料，其由以下方法制得，将锌源或银源完全溶解于碱性溶液中，然后加入碳材料搅拌处理接着在反应釜中反应，经抽滤清洗后完全干燥制得铅蓄电池负极用碳复合材料；本发明公开了一种铅蓄电池负极铅膏，其由铅粉、短纤维、炭黑、碳复合材料、腐殖酸、木质素、硫酸、碳纳米管和纯水等原料制得；本发明还公开了一种铅蓄电池。本发明的碳复合材料中，片状氧化锌或氧化银跟碳材料牢固结合，增加了复合材料的比表面积，提供更多的硫酸铅结晶溶解位点，同时改善负极物质的微观孔结构，本发明中的负极铅膏具有更好的抑制析氢能力及更好的循环寿命；本发明中的铅蓄电池具有更好的寿命。

技术领域

本发明涉及铅蓄电池技术领域，尤其是涉及一种铅蓄电池负极用碳复合材料及负极铅膏、铅蓄电池。

背景技术

铅酸蓄电池因输出功率高、使用安全可靠加上原材料价廉是目前市场上用量比较大的二次电池之一。但是铅酸电池循环寿命较低，对其失效原因分析主要有正极板腐蚀断裂活性物质脱落、负极不可逆硫酸盐化等几种。为了解决在部分核电态下负极不可逆硫酸盐化问题，科学工作者们将活性炭等碳材料添加到负极中，制备出铅碳电池，提高实验显示，该电池可以抑制负极大颗粒硫酸铅晶体的形成，延长电池的循环寿命。但是随之而来的是负极析氢电位的降低，电池失水加剧，为了降低失水，中国专利文献(公告日：2015年6月10日，公告号：CN102709526B)将析氢抑制剂氧化锌先跟碳材料混合，然后将混合物跟铅粉混合均匀后在混聚酯纤维、腐殖酸、硫酸钡和木素等，用该铅膏制备的铅碳电池能够解决现有铅碳电池析氢过电为低，循环过程中电池失水严重导致循环寿命短的问题，在汽车启动电池、混合动力汽车电池等领域具有广阔的应用前景。

中国专利文献(公告日：2017年5月31日，公告号：CN105226290B)该发明公开了一种原位合成铅碳电池负极复合材料的方法，采用剑麻纤维、导电剂(石墨粉、乙炔黑)、粘结剂(PTFE乳液)、膨胀剂(腐殖酸、硫酸钡)、析氢抑制剂(氧化镓、氧化铋、氧化铟、氧化锌、硬脂酸钡)、负极活性物质(氧化铅、铅粉)为原料、利用原位合成的方法，制备了铅碳电池负极材料，该发明有效解决了传统负极材料制备过程中，铅膏混合物体系中活性物质和碳材料之间界面存在着不相容性的缺陷。

上述技术均是将碳材料、铅粉、析氢抑制剂混合在一起，然后按照正常的和膏工艺进行加水、加酸。然后进行和膏涂板制备电池；但是碳材料的析氢电位低，加析氢抑制剂以后，不能改善碳材料的析氢电位，碳材料本身的析氢电位没有发生改变，而且抑制剂跟碳材料的结合也较弱。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种铅蓄电池负极用碳复合材料，其能提高复合材料的比表面积，而且抑制析氢反应的发生，达到抑制析氢的效果，延长铅炭电池的循环寿命；同时，本发明提供了一种铅蓄电池负极铅膏；

本发明还提供了一种铅蓄电池。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种铅蓄电池负极用碳复合材料，其由以下方法制得：

将锌源或银源加入到碱性溶液中并搅拌至完全溶解，然后向其中加入碳材料搅拌处理0.5～4小时制得混合物，将制得的混合物在反应釜中在50～100℃的温度下反应4～20小时，然后经抽滤清洗后在30～45℃温度下完全干燥制得铅蓄电池负极用碳复合材料；按氧化锌或氧化银计，锌源或银源的重量为碳材料的1～20wt％。

作为优选，锌源为可溶于碱性溶液的锌化合物。

作为优选，锌源为氯化锌、硝酸锌或硫酸锌中的至少一种。

作为优选，银源为可溶于碱性溶液的银化合物。

作为优选，银源为硝酸银。

作为优选，碱性溶液为氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液。

作为优选，碳材料为活性炭或石墨。