[发明专利]一种成对电化学沉积制备铅和二氧化铅的电解液

说明书

本发明公开了一种成对电化学沉积制备铅和二氧化铅的电解液，电解液由三氟甲基磺酸铅、三氟甲基磺酸碱金属盐、三氟甲基磺酸和水组成，其中三氟甲基磺酸铅为成对电化学沉积制备铅和二氧化铅的前驱体，三氟甲基磺酸碱金属盐和三氟甲基磺酸为支持电解质，水为溶剂。采用该电解液进行成对电化学沉积，阴极得到可作为铅蓄电池负极活性物质使用的铅，阳极得到可作为铅蓄电池正极活性物质使用的二氧化铅。研发可用于成对电化学沉积制备铅和二氧化铅的电解液，不仅可以使含铅废料得以资源化利用，而且可以大幅度简化铅资源化回收利用的工艺过程，既具有经济价值，同时也具有显著的环境和社会效益。

技术领域

本发明涉及一种成对电化学沉积制备铅和二氧化铅的电解液，电解液由三氟甲基磺酸铅、三氟甲基磺酸碱金属盐、三氟甲基磺酸和水组成，其中三氟甲基磺酸铅为成对电化学沉积制备铅和二氧化铅的前驱体，三氟甲基磺酸碱金属盐和三氟甲基磺酸为支持电解质，水为溶剂。采用该电解液进行成对电化学沉积，阴极得到可作为铅蓄电池负极活性物质使用的铅，阳极得到可作为铅蓄电池正极活性物质使用的二氧化铅，属于材料制备技术领域。

背景技术

1.铅蓄电池电极板

铅蓄电池的基本构成部件和材料主要包括正极板、负极板、硫酸溶液、隔板、蓄电池槽(包括注液盖)，其中电极板(正极板和负极板)是构成铅蓄电池的重要部件。

铅蓄电池电极板由电极板栅和电极活性物质组成，其中电极板栅主要有两方面的作用：

(1)集电流骨架:电极板栅是电极的集电骨架，起传导、汇集电流并使电流分布均匀，提高电极活性物质的利用率；

(2)电极活性物质的支撑载体:电极板栅通过边框和筋条对电极活性物质起支撑的作用。

电极活性物质可分为正极活性物质和负极活性物质。正极活性物质主要有以下两种功能：

(1)参加电化学反应。充电时，PbSO₄转化为导电性PbO₂；放电时，PbO₂转化为PbSO₄。

(2)为多孔活性物质中反应点到板栅提供导电通路。

后一功能要求有一部分导电性的PbO₂活性物质不参加电化学反应，而仅仅用来维持结构完整及导电性能良好。因此，作为铅蓄电池正极板的活性物质要求其具有析氧电位高、耐蚀性和导电性好、可通过大电流等特点。目前铅蓄电池的正极活性物质是PbO₂。

负极活性物质也主要有以下两种功能：

(1)参加电化学反应。充电时，PbSO₄转化为Pb；放电时，Pb转化为PbSO₄；

(2)为多孔活性物质中反应点到板栅提供导电通路。

后一功能要求有一部分导电性的Pb活性物质不参加电化学反应，而仅仅用来维持结构完整及导电性能良好。

2.成对电化学合成技术同时制备铅和二氧化铅

通过成对电化学沉积方法可以在阴极生成铅的同时，阳极生成二氧化铅。通过成对电化学合成技术可以同时制备得到负极板和正极板，这种成对电化学合成技术是一种资源利用效率高、清洁环保的制备技术。

因此，研发成对电化学沉积制备铅和二氧化铅的工艺和技术具有非常重要的意义，其中研发用于成对电沉积过程的电解液是亟待解决的重要问题。

发明内容

本发明公开了一种成对电化学沉积制备铅和二氧化铅的电解液，可应用于阴极电化学还原沉积铅和阳极电化学氧化沉积二氧化铅的成对电化学合成，阴极沉积制得的铅可作为负极板，阳极沉积制得的二氧化铅可作为正极板，是一种资源利用效率高、安全环保的电解液。

实现上述目的技术方案是：