[发明专利]一种高比能量铅酸蓄电池用正极铅膏及其制备方法

说明书

本发明属于电化学技术领域，具体涉及一种高比能量铅酸蓄电池用正极铅膏及其制备方法。该正极铅膏由以下原料制备而成：铅粉、纳米SiO₂胶体、石墨纤维、三氧化二锑、氧化铋、聚酯短纤维、水和硫酸，制备过程如下：将准备好的石墨纤维、三氧化二锑、氧化铋、聚酯短纤维先预混，然后加入到处于搅拌状态的铅粉中，继续搅拌；接着依次快速加入纳米SiO₂胶体和水，持续搅拌；再以加入硫酸，硫酸加入结束后再搅拌，得所述正极铅膏。采用本发明制备的正极铅膏制成电池后，在减少活性物质量的基础上不但能够提高正极活性物质的利用率，还大大提高了电池的化成效率，从而使蓄电池放电容量及寿命得到提升。

技术领域

本发明属于电化学技术领域，具体涉及一种高比能量铅酸蓄电池用正极铅膏及其制备方法。

背景技术

铅酸蓄电池作为广泛应用的二次电池，以其良好的性价比优势使其在能源竞争中占据重要地位。铅酸蓄电池可以进行高能量输出，稳定并且容易生产；再者，铅酸蓄电池几乎95％的材料都可以进行回收，且其存放时间也较长。但是，相对于锂离子电池来说，铅酸蓄电池的主要缺点为铅的原子质量非常大，造成电池的比能量较低，实际使用过程中电池的便携性较差。那么如何保证铅酸蓄电池在能源行业的竞争优势，新型高比能量铅酸蓄电池的研究势在必行。限制铅酸蓄电池容量的关键因素是正极活性物质的量，要想在减少其正极活性物质重量的基础上保证电池的容量不变或提升，就必须提高正极活性物质的利用率。相对于负极活性物质而言，正极活性物质的结构较为复杂，对其他物质非常敏感，可能在非常少量的添加剂的作用下被降解或钝化。另外，正极板比负极板需要更长的时间来化成，原因是固化后正极板的导电能力较差。再者，正极活性物质软化脱落是造成蓄电池使用寿命降低的重要原因。因此，在正极铅膏中加入导电性好且在硫酸中稳定性好的添加剂是提升正极板性能的关键手段。

发明内容

为解决现有技术中正极板比能量较低的问题，本发明提供一种高比能量铅酸蓄电池用正极铅膏及其制备方法。

为实现上述目的，采用以下技术方案：

一种高比能量铅酸蓄电池用正极铅膏，该正极铅膏由以下原料制备而成：铅粉、纳米SiO₂胶体、石墨纤维、三氧化二锑、氧化铋、聚酯短纤维、水和硫酸。

进一步地，所述纳米SiO₂胶体为铅粉的1.5％～3wt％、石墨纤维为铅粉的0.5％～1.25wt％、三氧化二锑为铅粉的0.1％～0.25wt％、氧化铋为铅粉的0.03％～0.06wt％、聚酯短纤维为铅粉的0.09wt％、水为铅粉的13wt％、硫酸为铅粉的9wt％。

一种高比能量铅酸蓄电池用正极铅膏的制备方法，制备过程如下：将准备好的石墨纤维、三氧化二锑、氧化铋、聚酯短纤维先预混10～15min，然后加入到处于搅拌状态的铅粉中，继续搅拌10～15min；接着依次快速加入纳米SiO₂胶体和水，持续搅拌10～15min；再以5～7kg/min速度加入硫酸，硫酸加入结束后最后搅拌10～15min，得所述正极铅膏。

进一步地，所述正极铅膏的密度为4.25～4.30g/cm³。

进一步地，所述铅粉的氧化度为76～80％，粒径为4～6μm。

进一步地，所述纳米SiO₂胶体为透明液体、粒径≤20nm、pH为1.2～1.5。

进一步地，石墨纤维的长度为3mm，直径为0.05mm。

进一步地，所述聚酯短纤维的长度为4～6mm，直径为0.15～0.20mm。

进一步地，所述硫酸的密度为1.4g/cm³。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：