[發明專利]一種抑制析氫的鉛酸蓄電池負極材料

有效

• 申請號: 201410266309.5
• 申請日: 2014-06-16
• 公開（公告）號: CN104143640A
• 公開（公告）日: 2014-11-12
• 發明（設計）人: 張紹輝
• 申請（專利權）人: 超威電源有限公司
• 主分類號: H01M4/58
• 分類號: H01M4/58;H01M4/14
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務所有限公司 33109
• 代理人: 尉偉敏

技術領域

本發明涉及鉛電池制造領域，具體涉及一種抑制析氫的鉛酸蓄電池負極材料。

背景技術

鉛酸蓄電池，它的電極是由鉛和鉛的氧化物構成，電解液是硫酸的水溶液。主要優點是電壓穩定、價格便宜；缺點是比能低(即每公斤蓄電池存儲的電能)、使用壽命短和日常維護頻繁。由于鉛酸蓄電池具有諸多優點，因此在生活中的應用非常廣泛。

鉛酸蓄電池一般采用鉛銻合金作為板柵，但銻的存在及遷移降低了鉛酸蓄電池負極析氫過電位，加大了負極析氫量。為了提高鉛酸蓄電池負極活性物質導電及充電接受能力等性能，負極板中往往添加乙炔黑、活性炭等降低析氫過電位的材料，而添加這些材料也會帶來許多其他問題，為此，提高鉛酸蓄電池負極析氫過電位、減少負極析氫量一直是困擾技術人員的一道難題。

傳統的鉛酸蓄電池負極鉛膏配方是鉛粉、硫酸、水、木素、腐殖酸、硫酸鋇、乙炔黑等膨脹劑以一定的比例混合。同時近年來新發展的鉛炭電池和超級電池通過將不同含量的碳摻雜到負極鉛膏中來改善其導電性，以提高電池的容量，延長鉛酸蓄電池壽命，達到高倍率下具有良好循環性能的目的。然而碳的摻雜必將使得鉛負極的析氫過電位正移，導致在過充電和大電流充電時有可能析出大量的氫，增加水耗，增加爆炸等不安全事件發生的可能。

發明內容

本發明的目的是為了解決目前的鉛銻合金作為鉛酸蓄電池存在的加大了負極析氫量，以及通過碳摻雜提高充電接受能力容易導致制備的電池在過充電和大電流充電時容易析出大量的氫，增加水耗和爆炸的概率的問題，提供了一種抑制析氫的鉛酸蓄電池負極材料

為了達到上述發明目的，本發明采用以下技術方案：

一種抑制析氫的鉛酸蓄電池負極材料，所述負極材料包括以下重量百分比的各組分：鉛粉70%-90%、硫酸3%-15%、水5%-20%、木素0.05%-2%、短纖維0.05%-2%、含鈰化合物0.1%-10%、硫酸鋇1%-5%和活性炭0.1%-10%。

木素可以提高電池的低溫急放電容量和使用壽命；短纖維采用聚酯纖維。按配比在負極鉛膏中添加一定的含鈰化合物和不同類型的碳源，改善鉛負極材料的粒徑大小及微觀結構，從而達到提高鉛酸電池的容量，提高充電接受能力，以及增加充放電循環穩定性的目的。試驗表明，負極鉛膏中鈰化合物的摻雜可使鉛酸蓄電池負極板的析氫過電位更負，增加析氫難度，減少氫氣析出，降低使用過程中電解液的消耗量，有利于提高蓄電池壽命，還在一定程度上降低了爆炸等不安全事故發生的可能。

優選的，所述負極材料還包括重量百分比為0.1%-0.5%的氫氧化亞鐵。氫氧化亞鐵可以平衡體系內的氫，降低析氫反應的發生。

優選的，所述含鈰化合物的重量百分比為0.5%-3%。

優選的，所述含鈰化合物為氧化鈰。氧化鈰是寬帶隙半導體材料，反應過程中會轉化為硫酸鈰，由于鈰原子對電子的親合能大，使得氫離于不容易獲得電子而生成中性的氫分子，相當于提高氫的析出電位，可以減少氫的析出。試驗表明，負極鉛膏中鈰化合物的摻雜可使鉛酸蓄電池負極板的析氫過電位更負，增加析氫難度，減少氫氣析出，降低使用過程中電解液的消耗量，有利于提高蓄電池壽命，還在一定程度上降低了爆炸等不安全事故發生的可能。

優選的，所述含鈰化合物為硝酸鈰銨。硝酸鈰銨在抑制析氫的效果比較顯著。

優選的，所述鉛粉的氧化度為65%-80%。

優選的，所述硫酸鋇的粒徑≤2500目。

本發明與現有技術相比，有益效果是：

1提高了氫的析出電位，減少了氫的析出；

2蓄電池容量可提高了5%-10%；

3酸的消耗量可降低10%-20%；

4提高了電池的安全壽命。

具體實施方式

下面通過具體實施例對本發明的技術方案作進一步描述說明。

如果無特殊說明，本發明的實施例中所采用的原料均為本領域常用的原料，實施例中所采用的方法，均為本領域的常規方法。

實施例1：

一種抑制析氫的鉛酸蓄電池負極材料，所述負極材料包括以下重量百分比的各組分：鉛粉（氧化度為65%-80%）70%、硫酸10%、水5%、木素2%、短纖維2%、含鈰化合物（氧化鈰）3%、硫酸鋇（粒徑≤2500目）5%和活性炭3%。

實施例2：