[发明专利]一种大容量长寿命铅炭储能电池用铝基复合极板及其制备方法

说明书

本发明涉及一种大容量长寿命铅炭储能电池用铝基复合极板及其制备方法，属于储能电池技术领域。本发明包括交替设置的铅炭储能电池正极复合极板和铅炭储能电池负极复合极板，铅炭储能电池正极复合极板包括正极板栅和涂覆设置在正极板栅上的正极铅膏，铅炭储能电池负极复合极板包括负极板栅和涂覆设置在负极板栅上的负极铅膏；正极板栅包括板栅型正极板和正极板铝导电梁，负极板栅包括板栅型负极板和负极板铝导电梁；板栅型正极板由铝基铅钴锑稀土/银包铝粉复合棒组成，板栅型负极板由铝基铅锡锑/二氧化锆颗粒复合棒组成；相对传统铅合金板栅，本发明铝基复合极板板栅抗拉强度提高50％以上，极板导电性提高30％以上，大电流放电性能提高。

技术领域

本发明涉及一种大容量长寿命铅炭储能电池用铝基复合极板及其制备方法，属于储能电池技术领域。

背景技术

铅炭电池是一种电容型铅酸电池，是在铅酸电池的负极中加入了活性碳，以解决传统铅酸电池循环寿命较短的问题，能够显著提高铅酸电池的寿命。

铅炭电池是通过向铅酸电池负极板中掺加一定量的活性炭与导电碳材料，最大程度地消除电池运行过程中的硫酸盐化问题，进而有效的提升电池的使用寿命。但是负极中引入普通活性炭会极大的增加负极的析氢电流，导致电池使用过程中水耗特别严重最终导致电池失效，因此能否解决铅炭电池负极析氢的问题成为铅炭电池能否全面取代铅酸电池的核心问题。炭材料种类的选择，铅粉与炭材料的结合等问题成为铅炭电池性能提升和商业化普及的瓶颈。炭材料表面掺杂Pb是一种比较有效的抑氢方法，简单的物理混合无法使Pb粉掺入这些孔洞结构中，因此掺杂的深度、均匀性均较差，能产生的抑氢效果有限。

近些年发展了许多铅酸电池新技术，如新结构、耐腐蚀铅合金正极板栅、泡沫铅板栅、泡沫炭板栅、新型负极添加剂、超级铅酸电池、铅炭电池、双极性陶瓷隔膜VRLA电池等。针对板栅用铅基合金，经过不断修改合金配方，板栅合金经历了从纯铅到高锑合金、低锑合金，再到铅钙、铅锶、铅锡等无锑合金到铅银钙、铅钙锶等多元合金的转变。铅银钙合金是目前大多数板栅采用的合金，其有着优异的免维护性能与电化学性能。但因其无锑效应与较差的深循环性能，铅银钙合金仍无法完全满足人们的需求。

发明内容

针对目前铅炭储能电池用电极极板存在的上述问题，本发明提供一种大容量长寿命铅炭储能电池用铝基复合极板及其制备方法，导电梁采用铝板、包覆棒使用铅包铝复合结构和对称S型结构板栅大大减少了电池的重量，提高输出功率，提高了电池的质量比容量；降低了电池的内阻，导电性能优异，集流体的导流能力得到提高，改善了电流在极板内的分布，从而提高了电极活性物质的利用率。

一种大容量长寿命铅炭储能电池用铝基复合极板，包括交替设置的铅炭储能电池正极复合极板和铅炭储能电池负极复合极板，铅炭储能电池正极复合极板包括正极板栅1和涂覆设置在正极板栅1上的正极铅膏，铅炭储能电池负极复合极板包括负极板栅2和涂覆设置在负极板栅2上的负极铅膏；

正极板栅1包括板栅型正极板和设置在板栅型正极板顶端的正极板铝导电梁12，负极板栅2包括板栅型负极板和设置在板栅型负极板顶端的负极板铝导电梁22；所述板栅型正极板由铝基铅钴锑稀土/银包铝粉复合棒11组成，板栅型负极板由铝基铅锡锑/二氧化锆颗粒复合棒21组成；

正极板铝导电梁12顶端固定设置有正极耳13，负极铝导电梁的顶端固定设置有负极耳23，正极耳13经正汇流L型铝排连接，负极耳23经负汇流L型铝排连接，正汇流L型铝排和负汇流L型铝排的端头均设置有外接电源线的铜铝复合导电头。

所述铝基铅钴锑稀土/银包铝粉复合棒11由内到外依次包括铝或铝合金棒、Ni-Sn/稀土复合过渡层、铅钙锡铝中间层和铅钴锑稀土/银包铝粉活性层，铝基铅锡锑/二氧化锆颗粒复合棒21由内到外依次包括铝或铝合金棒、Ni-TiB₂复合过渡层、铅钙铝中间层和铅锡锑/二氧化锆颗粒外层。