[發明專利]超級電池混合負極鉛膏及其制備方法

有效

• 申請號: 201010290718.0
• 申請日: 2010-09-25
• 公開（公告）號: CN101969149A
• 公開（公告）日: 2011-02-09
• 發明（設計）人: 胡新春;王殿龍;任安福;陳飛;馬換玉;王曉瓊
• 申請（專利權）人: 張天任
• 主分類號: H01M16/00
• 分類號: H01M16/00
• 代理公司: 淮安市科文知識產權事務所 32223
• 代理人: 謝觀素

技術領域

本發明涉及鉛酸蓄電池制備領域，具體涉及超級電池負極鉛膏。

背景技術

鉛酸蓄電池在日常的使用過程中，由于使用方法不當或充電環境無法滿足電池的條件、特別是混合動力電池的工作狀態，長使電池欠充淺放，最后導致電池出現失效(PCL3)。

為解決該技術問題，當今鉛酸蓄電池行業創新性地發展將超級電容器與現有的蓄電池優勢結合，使超級電容器的大功率特性和蓄電池高能量密度特性得以集中體現。如專利申請2009102098751公開了超級電容蓄電池，該專利申請在普通鉛酸蓄電池的負極板鉛膏中加入了顆粒狀電容電極材料制成復合式負極板，所述的電容電極材料由碳材料、導電劑、粘結劑組成，其中的碳材料為活性炭碳納米管...中一種或幾種，其中的導電劑為炭黑、乙炔黑、石墨...中的一種或幾種，其中的粘結劑為PTFE/PVDF/CMC/氟橡膠及氯丁膠中的一種或兩種以上混合物。但是其制備中要將電容電極材料制成顆粒狀，不僅制備工藝復雜，而且可能會導致無法混合均勻。同時，在鉛膏中未加入析氫抑制劑，加入的炭無法發揮應有的超級電容的特性，即無法保證在充放電過程中超級電容器先充放電，對電池起保護作用。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種超級電池混合負極鉛膏，用這種鉛膏配方的負極板制成的電池，具有優越的大電流充放電性能，優異的循環使用壽命，且充電接受能力強、低溫性能好。本發明要解決的另一個技術問題是提供這種鉛膏配方的制備方法。

本發明通過以下技術方案實現：

超級電池混合負極鉛膏，由下列重量份配比的原料混合而成：鉛粉：100，硫酸：4～10，粘結劑：0.1～8，硫酸鋇：0.1～2，析氫抑制劑：0.01～2，活性炭1～7，異向石墨0.1～3，乙炔黑0.05～1，腐植酸：1～4，紅丹：5～15，水：12～21，短纖維：0.1～0.2。

超級電池混合負極鉛膏中的粘結劑，由下列重量份配比的原料混合而成，有機添加劑∶乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)∶聚乙烯醇∶水∶＝1∶0.1～0.8∶1～3∶15～20。

粘結劑中所述的有機添加劑為聚四氟乙烯(PTFE)、丁苯橡膠、CMC即羧甲基纖維素鈉中的一種、或兩種、或兩種以上混合。

鉛膏中所述的析氫抑制劑為氧化銦、氧化鉍、硬脂酸、或硬脂酸鋇中的一種、或兩種、或兩種以上混合。

超級電池混合負極鉛膏的制備方法，包括下列步驟：

(1)按上述的重量份配比，將鉛粉、硫酸鋇、析氫抑制劑、活性炭、異向石墨、乙炔黑、紅丹、腐植酸、短纖維稱量倒入容器中，攪拌5-10min，使各組分充分混合；

(2)按上述的重量份配比，將水快速加入步驟(1)容器內，加完后繼續攪拌5-10min；本步驟加水，需要快速加入，一般控制時間在1-2分鐘內完成；

(3)按上述的重量份配比，在8-15min時間內將硫酸緩慢加入步驟(2)容器內，在加入過程中控制溫度低于70℃，加完后繼續攪拌5-10min；

(4)按上述的重量份配比，向步驟(3)的容器內加入粘結劑，加完后繼續攪拌5-10min，控制鉛膏視密度在3.8-4.5g/ml。

采用常規的鉛酸電池生產涂片設施條件，就可將上述鉛膏涂到負極板柵上，經固化后制得的極板，具有非常好的外觀特性及優異的電池電性能。

異相石墨主要的作用是導電，因為加入粘合劑后，電池的內阻一般會增大。而石墨屬于炭類，本身也具有電容特性。異相石墨和普通石墨不同點是其析氫電位較普通石墨的析氫電位低。

氧化銦或氧化鉍、以及硬脂酸、硬脂酸鋇是很好的析氫抑制劑，主要是減少電池的析氫，炭的加入會使電池提前析氫，因為如果能使炭的析氫電位等同或略低于鉛的析氫電位，這樣才能保證電容的性能得以發揮，即在充放電過程中，電容首先充放電，從而對電池起緩沖作用，延長電池壽命。析氫抑制劑是超級電池的核心技術、關鍵所在。

本發明的鉛膏制成的負極板，與常規鉛膏制成的正極板組成電池，具有電池和電容特性，與現有技術相比，具有以下優點：

一、本發明由于加入的碳材料未經過造粒處理，更由于加有析氫抑制劑，其中的活性炭保持了高性能的電容特性，使電極具備極高的電容，由目前公知的200～300F/g提高到300～400F/g。