[发明专利]基于多孔活性炭材料的铅碳电池极板及其制备方法

权利要求书

1.一种基于多孔活性炭材料的铅碳电池极板，包括板栅以及涂覆在板栅上的活性材料，其特征在于，所述活性材料由以下按重量百分比的如下组分组成：

水：5％～15％；

硫酸：1％～20％；

多孔活性炭：1％～10％；

添加剂：0.1％～5％；

铅：余量。

其中，所述多孔活性炭材料是基于海藻叶为原料，经除尘及干燥后进行碳化处理，然后经碳酸盐处理、蒸干、洗涤、过滤、干燥，最后经过将碳化后的海藻叶与活化剂混合并在真空恒温气氛下进行高温活化处理而制备得到。

2.根据权利要求1所述的基于多孔活性炭材料的铅碳电池极板，其特征在于，所述极板为正极时，添加剂为红丹、石墨和腐殖酸的混合物；所述极板为负极时，所述添加剂为短切碳纤维、腐殖酸、栲胶和硫酸钡的混合物。

3.根据权利要求1或2所述的基于多孔活性炭材料的铅碳电池极板，其特征在于，所述多孔活性炭的比表面积为4000～4500㎡/g，孔容量为1.520～1.852cm³/g，粒径为14.5±0.2μm，导电率为0.39～0.41S/cm。

4.基于多孔活性炭材料的铅碳电池极板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)多孔活性炭的制备：基于海藻叶为原料，经除尘及干燥后进行碳化处理，然后经碳酸盐处理、蒸干、洗涤、过滤、干燥，最后经过将碳化后的海藻叶与活化剂混合并在真空恒温气氛下进行高温活化处理而制备得到；

(2)铅膏的制备：将铅研磨成铅粉，在所述铅粉中依次加入水和质量浓度为33.5％的硫酸，并搅拌均匀；再次加入添加剂和多孔活性炭，并制成泥巴状的铅膏；所述极板为正极时，添加剂为红丹、石墨和腐殖酸的混合物；所述极板为负极时，所述添加剂为短切碳纤维、腐殖酸、栲胶和硫酸钡的混合物；

(3)将铅膏涂覆在板栅上，并在150℃温度下烘干；

(4)在温度为75℃的条件下固化并烘干。

5.根据权利要求4所述的基于多孔活性炭材料的铅碳电池极板的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中多孔活性炭的制备步骤如下：

(1)预处理：将海藻叶洗涤除尘，经干燥、粉碎，即得海藻叶粉末原料；

(2)碳化处理：将碱金属的碳酸盐或酸式碳酸盐配成浓度为0.5～5mol/L的溶液，将海藻叶粉末原料升温至煅烧温度，保温煅烧后冷却至室温得到煅烧产物，再将煅烧产物与碱金属碳酸盐/酸式碳酸盐按照1～5的质量比在室温下混合，搅拌1～15h，再蒸干水分，即得海藻叶碳化产物；

(3)高温活化：将海藻叶碳化产物与活化剂混合，在200～1500℃的恒温气氛下进行高温活化处理0.5～10h，冷却后，最后经0.01～2mol/L的盐酸和蒸馏水样品洗涤抽滤至中性，最后在温度为50～150℃的真空干燥箱中干燥至恒重，即得多孔活性炭。

6.根据权利要求5所述的基于多孔活性炭材料的铅碳电池极板的制备方法，其特征在于：所述预处理包括以下步骤：

(1)用0.02～5mol/L浓度的酸对海藻叶进行处理，在20～60℃的温度下搅拌1～10h，再用去离子水洗涤、除尘、抽滤至中性，将处理后的样品放置温度60～150℃的真空干燥箱中干燥至恒重；

(2)将干燥后的样品在80～150℃下再次干燥5～10h后饮用打粉机粉碎样品，即得到海藻叶粉末原料。

7.根据权利要求4所述的基于多孔活性炭材料的铅碳电池极板的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中的活化剂为碳酸钾、碳酸钠、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、磷酸中的一种或多种。

8.一种根据权利要求4-7任一方法制备的基于多孔活性炭材料的铅碳电池极板。