[發(fā)明專利]一種鉛蓄電池負(fù)極板添加劑及其使用方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410217230.3
• 申請(qǐng)日: 2014-05-22
• 公開（公告）號(hào): CN104022288B
• 公開（公告）日: 2017-02-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張浩;胡晨;張文峰;楊凱;劉皓;曹高萍;高飛;惠東;楊裕生
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國家電網(wǎng)公司;中國電力科學(xué)研究院;中國人民解放軍63971部隊(duì);國網(wǎng)安徽省電力公司
• 主分類號(hào): H01M4/62
• 分類號(hào): H01M4/62
• 代理公司: 北京安博達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11271
• 代理人: 徐國文

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種電池負(fù)極添加劑及其使用方法，具體講涉及一種應(yīng)用于鉛蓄電池的負(fù)極添加劑及其使用方法。

背景技術(shù)

隨著諸如純電動(dòng)車和混合電動(dòng)車HEV電動(dòng)汽車的迅速發(fā)展，而鉛蓄電池因其原料資源豐富、價(jià)格低廉、工藝成熟和安全性好等特點(diǎn)，在電動(dòng)車上有著較好的應(yīng)用前景，但由于鉛蓄電池的比功率較低以及大功率放電的使用壽命短等缺點(diǎn)，制約了其發(fā)展，而導(dǎo)致上述問題主要原因是受限于負(fù)極：在高密度電流放電情況下，負(fù)極產(chǎn)生的大量鉛離子進(jìn)入電解液，使電解液中硫酸根離子擴(kuò)散受限，鉛離子過飽和，從而在負(fù)極表面形成一層致密的硫酸鉛沉淀層，造成負(fù)極表面鈍化；鑒于硫酸鉛導(dǎo)電性差，溶解度小，負(fù)極內(nèi)部鉛的反應(yīng)活性降低，增加反應(yīng)過電位，致使充電時(shí)析氫較為嚴(yán)重，充電效率下降，并形成惡性循環(huán)；若繼續(xù)大功率充放電，以上情況會(huì)進(jìn)一步惡化，硫酸鉛沉淀顆粒增大，這樣的增大過程又不可逆，最終導(dǎo)致負(fù)極喪失反應(yīng)活性，使電池失效；現(xiàn)有技術(shù)中將活性炭直接加入到鉛蓄電池負(fù)極板中來提升電池脈沖功率的作用，如中國專利200810136333.1、中國專利200880009193.X和中國專利200910098917.9均有將活性炭直接加入鉛蓄電池電極板，有效提高器件性能的記載。但是這些現(xiàn)有技術(shù)中的添加劑多為活性炭、炭黑等多種炭材料混合物，難以有效提高電極板的性能，雖然也有向鉛酸電池負(fù)極板中加入碳納米管，但該碳納米管無論是單壁、雙壁、還是多壁，均是普通的圓柱形碳納米管，這種碳納米管團(tuán)聚嚴(yán)重、長度短小、分散困難、電導(dǎo)率低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種有效提高鉛蓄電池的脈沖循環(huán)壽命和充電接受能力的鉛蓄電池負(fù)極板添加劑及其使用方法。

本發(fā)明的具體方案為：一種鉛蓄電池負(fù)極板添加劑，所述添加劑為碳納米管束，所述碳納米管束由相互平行的扁平狀碳納米管組成，所述碳納米管由石墨層組成，其中，所述添加劑的添加量為鉛蓄電池負(fù)極板活性物質(zhì)質(zhì)量的0.05-0.5％。

優(yōu)選的，所述碳納米管的石墨層層數(shù)為2。

另一優(yōu)選的，所述碳納米管的比表面積為100-1800m2/g。

再一優(yōu)選的，所述碳納米管的孔容為0.1-2.0cm³/g。

再一優(yōu)選的，所述鉛蓄電池負(fù)極板活性物質(zhì)包括由鉛粉、滌綸纖維、木質(zhì)素磺酸鈉、硫酸鋇和導(dǎo)電炭黑組成的一組物質(zhì)中選出的一種或幾種。

再一優(yōu)選的，所述添加劑的添加量為鉛蓄電池負(fù)極板活性物質(zhì)質(zhì)量的0.1-0.2％。

所述的鉛蓄電池負(fù)極板添加劑的使用方法，包括如下步驟：

1)取負(fù)極板添加劑分散到水中，進(jìn)行超聲分散處理，超聲功率控制在800W-1200W，超聲2s間歇2s，總超聲時(shí)間2h；

2)將負(fù)極板活性物質(zhì)中除負(fù)極板添加劑外的其它材料混合均勻，加入步驟1)的分散液，攪拌10min，然后加入稀硫酸，再繼續(xù)攪拌5min形成鉛膏，加入適量水調(diào)節(jié)鉛膏，視密度以適于涂板；

3)將鉛膏手工涂板，干燥。

優(yōu)選的，所述的使用方法，步驟2)中所述鉛膏視密度控制在4.1g/cm3。

采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明的技術(shù)效果有：

1、本發(fā)明添加劑的孔容為0.1-2.0cm³/g，其加入鉛酸電池極板內(nèi)部能夠?yàn)殂U活性物質(zhì)的沉積提供充足的空間，增強(qiáng)鉛活性物質(zhì)的反應(yīng)活性和反應(yīng)可逆性，有效提高鉛酸電池的充電能力(同等條件下恒壓充電電流提高50％以上)。

2、本發(fā)明碳納米管的石墨層為2，因而具有優(yōu)異的導(dǎo)電性，其加入鉛酸電池極板能夠?qū)㈦姵氐拿}沖循環(huán)壽命提高150％以上。

3、本發(fā)明使用扁平碳納米管做鉛酸電池負(fù)極板添加劑，在添加量在0.05％時(shí)便能明顯增加鉛酸電池的電導(dǎo)率，添加到0.1-0.2％則能夠有效提高鉛蓄電池的脈沖循環(huán)壽命(5萬次以上)和充電接受能力，其與普通碳納米管粉體相比，電導(dǎo)率更高，電池的放電性能更佳。

附圖說明

圖1是本發(fā)明碳納米管的10mn分辨率的高分辨透射電鏡圖；

圖2是本發(fā)明碳納米管的5nm分辨率的高分辨透射電鏡圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。

實(shí)施例1：

扁平雙壁碳納米管的制備方法：