[發明專利]一種內混內并混合型鉛碳電池及負極的制備

在審

• 申請號: 201611061063.3
• 申請日: 2016-11-26
• 公開（公告）號: CN108122683A
• 公開（公告）日: 2018-06-05
• 發明（設計）人: 閻景旺;席耀寧;張華民;李先鋒;張洪章;孫海濤;霍玉龍;王再紅;高鶴
• 申請（專利權）人: 中國科學院大連化學物理研究所;風帆有限責任公司
• 主分類號: H01G11/26
• 分類號: H01G11/26;H01G11/34;H01G11/86;H01M4/20;H01M4/21;H01M4/14;H01M16/00
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 馬馳

1.一種內混內并混合型鉛碳超級電池；包括負極和鉛酸電池正極板，隔膜和外殼，

所述負極由超級電容器活性炭電極及內混型鉛碳電池負極(是指摻有碳材料的鉛酸電池負極)并聯而成；其中內混型鉛碳電池負極是指摻有碳材料的鉛酸電池負極。

2.按照權利要求1所述內混內并混合型鉛碳超級電池，其特征在于，

電池結構布局具體包括以下四種布局方式之一：

(1)方式一：在內混型鉛碳電池中用超級電容器活性炭電極片部分替換內混型鉛碳電池負極板，構成內混內并混合型鉛碳超級電池；

(2)方式二：在負極板柵部分網格內填充內混型鉛碳電池負極鉛膏，其余網格內填充活性炭，構成內混內并混合型負極板；將制備的內混內并混合型負極板與鉛酸電池正極板配組，二者用隔板分隔，構成內混內并混合型鉛碳超級電池；

(3)方式三：在內混型鉛酸電池負極板單側或雙側表面涂覆活性炭，構成內混內并混合型負極板，然后與鉛酸電池正極板配組，二者用隔板分隔，構成內混內并混合型鉛碳超級電池；

(4)方式四：在超級電容器活性炭電極單側或雙側表面涂覆內混型鉛碳電池負極鉛膏，構成內混內并混合型負極板，然后與鉛酸電池正極板配組，二者用隔板分隔，構成內混內并混合型鉛碳超級電池。

3.一種權利要求1或2所述內混內并混合型鉛碳超級電池負極的制備方法，所述負極包括：A、B、C、D中的方法之一制備而成，

A、布局方式一所涉及的內混型鉛碳電池負極板的制備方法，包括以下步驟：

1)將改性活性炭基復合添加劑、輔料、短纖維和鉛粉按(0.1～30):(0.1～20):(0.1～10):(50～99)質量比例采用攪拌機混合均勻；輔料為硫酸鋇、腐殖酸中的一種或兩種；短纖維為聚丙烯纖維、晴綸纖維中的一種或兩種，長度為1～10mm；

2)向步驟1)得到的混合料中加入水和硫酸，充分攪拌制備鉛膏；硫酸的密度為1.05～1.85g/cm³(25℃)，加入量占混合料質量的1～30％，水的加入量占混合料質量的0.5～50％；

3)將鉛膏刮涂到板柵上，經固化干燥得到內混型鉛碳電池復合負極生極片；生極片上活性物質厚度為0.1～10mm；固化溫度為10～100℃，相對濕度為10～100％，固化時間為1～50h；干燥溫度為10～200℃，相對濕度為0～80％，干燥時間為0.1～24h；

所述改性活性炭基復合添加劑是指含金屬元素的活性炭顆粒，活性炭顆粒的比表面積為100-3000m²/g，電導率為0.01-100S/cm；其中金屬元素為Sn、Pb、Bi、Ce、In、Zn中的一種或二種以上，于添加劑中含量為0.01～30wt％；

布局方式一所涉及的超級電容器活性炭電極片的制備方法，包括以下步驟：

1)將活性炭、導電劑和粘結劑按著質量比(50～95):(1～30):(1～20)混合均勻，得到炭膏；導電劑乙炔黑、導電碳黑、石墨粉中的一種或二種以上；粘結劑為丁苯橡膠、PTFE、PVDF中的一種或二種以上；

2)將步驟1)得到的炭膏涂覆到負極板柵上，炭膏涂覆量由為0.01～1g/cm²；

3)將步驟2)制備的超級電容器活性炭負極板在20～200℃下干燥0.1～24h；

B、布局方式二所涉及的內混型鉛碳電池負極部分的制備方法，包括以下步驟：

1)將A中所述鉛膏刮涂到負極板柵的部分網格內；鉛膏在部分網格內的刮涂厚度為0.1～10mm；

2)將A中所述炭膏涂覆到負極板柵上剩余的網格內，炭膏涂覆量為0.01～1g/cm²；炭膏涂覆面積與鉛膏涂覆面積比由負極的電池容量與電容容量比決定；負極的電容容量與電池容量比為(1～80):(10～99)；

3)固化干燥得到混內并混合型負極板；固化溫度為10～100℃，相對濕度為10～100％，固化時間為1～50h；干燥溫度為10～200℃，相對濕度為0～80％，干燥時間為0.1～24h；

C、布局方式三所涉及的內混型鉛碳電池負極部分的制備方法，包括以下步驟：

1)將A中所述炭膏涂覆到A中所述內混型鉛碳電池負極板的單側或雙側表面上；炭膏涂覆量由負極的電池容量與電容容量比決定；負極電容容量與電池容量比為(1～80):(10～99)；

2)將上步)制備的負極板在20～200℃下干燥0.1～24h；

D、布局方式四所涉及的超級電容器電極部分的制備方法，包括以下步驟：

1)將A中所述鉛膏刮涂到A中所述超級電容器活性炭負極板的單側或雙側表面上；炭膏涂覆量由負極的電池容量與電容容量比決定；負極中電容容量與電池容量比為(1～80):(10～99)；

經固化干燥得到鉛碳電池復合負極生極片；固化溫度為10～100℃，相對濕度為10～100％，固化時間為1～50h；干燥溫度為10～200℃，相對濕度為0～80％，干燥時間為0.1～24h。