[发明专利]一种铅酸蓄电池正极活性物质材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种铅酸蓄电池正极活性物质材料的制备方法，属于铅酸蓄电池生产和制造技术领域。本发明的制备方法是先合成纳米氧化铅，所述纳米氧化铅在合成过程中掺杂锑；然后采用掺杂锑的纳米氧化铅制备铅酸蓄电池正极铅膏，即为铅酸蓄电池正极活性物质材料。本发明的铅酸蓄电池正极活性物质材料能提升正极活性物质利用率，从而提升电池重量比能量，同时能保持循环过程中正极结构稳定，提升电池深循环使用寿命。

技术领域

本发明涉及铅酸蓄电池生产和制造技术领域，具体涉及一种铅酸蓄电池正极活性物质材 料的制备方法。

背景技术

长期以来，汽车尾气的排放造成严重的电气污染，已使人类生存条件明显恶化。为了保 护环境，节约能源，电动车的发展势在必行，国内外许多有识之士都预言，本世纪将是电动 车取代燃油车的时代。铅酸蓄电池以其优良的性能价格比成为近期及过渡时期电动车用动力 电源的理想选择。

铅酸蓄电池的概念是1860年普朗特的研究和发明产生的，铅酸蓄电池在一个多世纪的时 间里已发展成为广泛的商业产品。尽管含有铅和硫酸铅成分的铅酸蓄电池还存在诸多不足， 但与锂电等其它化学电源相比，铅酸蓄电池具有制造成本低、设计简单、可靠性高、相对安 全等优点。相对较好的比功率特性使得铅酸蓄电池广泛应用于汽车启动、叉车和船只等牵引 动力、电动自行车动力、电动工具动力、固定储能和照明等场合。然而，由于动力用对电池 需要更高的比能量和更长的深放电循环寿命，铅酸蓄电池在新能源汽车动力电源的应用受到 了限制，在电动自行车和工具类的应用也需要在重量比能量和循环寿命方面进一步改进和提 高。

铅酸蓄电池主要由正极板、负极板、隔膜和电解液组成，铅酸蓄电池正极活性物质是二 氧化铅，负极活性物质是铅，电解液是硫酸水溶液。电极反应遵循格拉斯顿和特拉普提出的 双极硫酸盐化理论。铅酸蓄电池当前失效模式主要有正极早期容量损失、正极活性物质软化 脱落、负极硫酸盐化和电池失水热失控等。其中正极活性物质早期容量损失和活性物质软化 脱落是影响电池寿命尤其是动力用深循环寿命的根本原因，正极活性物质的性能会直接影响 电池比容量特性，因此解决正极活性物质的问题，对延长电池使用寿命、对铅酸电池行业发 展、社会资源充分利用都起到至关重要的作用。

传统的铅酸蓄电池采用球磨法制备铅氧化物颗粒，含有70％左右的氧化铅，球状物内部 含有约30％金属铅，再与硫酸和水混合制成铅膏，涂在板栅上经过固化干燥制成生极板，再 组装成电池经过化成工艺转变成二氧化铅活性物质。由于球磨法制备的氧化铅颗粒较大，制 成的极板电化学活性较低，球状物内部难以参与充放电反应，活性物质利用率较低。同时因 球磨法制备铅氧化物颗粒一致性较差，导致电池一致性较差。由于正极板在充放电过程中会 有体积膨胀与收缩，大颗粒同样会容易引起活性物质在循环过程中的软化脱落。另外正极活 性物质在循环充放电过程中会存在明显的早期容易衰减现象(PCL2)，主要原因是活性物质 间随着循环进行导电性变差。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术存在的上述问题，提供一种铅酸蓄电池正极活性物质材 料的制备方法。本发明制备得到的铅酸蓄电池正极活性物质材料能提升正极活性物质利用率， 从而提升电池重量比能量，同时能保持循环过程中正极结构稳定，提升电池深循环使用寿命。

为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种铅酸蓄电池正极活性物质材料的制备方法，其是先合成纳米氧化铅，所述纳米氧化 铅在合成过程中掺杂锑；然后采用掺杂锑的纳米氧化铅制备铅酸蓄电池正极铅膏，即为铅酸 蓄电池正极活性物质材料。

进一步的，所述的一种铅酸蓄电池正极活性物质材料的制备方法，包括如下步骤：

(1)将聚乙烯吡咯烷酮和锑酸钠加入到含有0.02mol/L的硝酸铅溶液中，超声20-30min， 然后缓慢加入足量的氢氧化钠溶液，得到混合物I；所述聚乙烯吡咯烷酮的加入量为8-15g/L； 所述锑酸钠的加入量为0.5-10g/L；