[發明專利]一種蓄電池極板添加劑及其制備方法

在審

• 申請號: 201710419324.2
• 申請日: 2017-06-06
• 公開（公告）號: CN106972173A
• 公開（公告）日: 2017-07-21
• 發明（設計）人: 辛松
• 申請（專利權）人: 明光市裕陽農業有限公司
• 主分類號: H01M4/62
• 分類號: H01M4/62
• 代理公司: 合肥道正企智知識產權代理有限公司34130
• 代理人: 張浩

技術領域

本發明屬蓄電池技術領域，具體涉及一種蓄電池極板添加劑及其制備方法。

背景技術

目前，鉛酸蓄電池因其價格低廉、原料易得、性能可靠、容易回收和適于大電流放電等特點，已成為世界上產量最大、用途最廣泛的蓄電池品種，汽車、通信、電力、鐵路、電動車等各個領域都離不開蓄電池。鉛酸蓄電池在使用過程中隨著充放電次數的增加，放電容量會不斷減小，最終導致電池失效，失效的原因歸結起來有以下幾種：①正極板的腐蝕變形；②正極活性物質軟化脫落；③不可逆的硫酸鹽化；④容量過早損失；⑤熱失控。其中導致電池失效的最常見的原因通常是負極板不可逆的硫酸鹽化。

鉛酸蓄電池在工作時，正負極板都會生成硫酸鉛，硫酸鉛難溶于水，幾乎不導電。放電初期，生成的硫酸鉛結晶較小，充電時，在電場的作用下，細小的硫酸鉛晶體比較容易溶解在硫酸電解液中被還原成活性物質鉛；隨著充放電次數的增加，細小的硫酸鉛結晶容易團聚成粗大堅硬的結晶，而粗大的硫酸鉛晶體在充電過程中很難被還原成鉛，導致不可逆的硫酸鹽化加劇，降低活性物質的利用率，電池的充電接受能力降低，最終使電池失效。

針對蓄電池的失效機制，經過這么多年的技術發展，人們普遍認為向蓄電池正、負極板活性物質中加入添加劑是個有效解決問題的辦法，添加劑是鉛酸蓄電池極板的重要組成部分，相比于正極板，負極板的添加劑種類要更復雜，用于鉛酸蓄電池負極板的常見添加劑有硫酸鋇、腐殖酸、木素磺酸鹽等，這些添加劑往往一同加入負極板中，雖然上述這些添加劑對蓄電池的使用性能有所改善，但是最致命的硫酸鹽化問題仍然沒有得到解決。

發明內容

本發明提供了一種蓄電池極板添加劑及其制備方法，所述蓄電池極板添加劑能夠增大鉛酸蓄電池極板的比表面積和孔隙率，增強極板強度，提高極板的導電性能和活性物質的表面利用率，有效減小硫酸鉛顆粒尺寸，降低極化，提高硫酸鉛向負極鉛轉化效率，達到增大充電接受能力和延長蓄電池使用壽命的目的。

為了解決現有技術存在的問題，采用如下技術方案：

一種蓄電池極板添加劑，，包括以下重量份的組分：改性石墨烯20～40份、四堿式硫酸鉛18～27份、氣相法納米二氧化硅23～42份、2，6-二叔丁基-4-羥基甲苯5～12份、2-巰基-苯并咪唑3～8份、純水10～20份。

優選的，所述蓄電池極板添加劑，包括以下重量份的組分：改性石墨烯25～32份、四堿式硫酸鉛21～25份、氣相法納米二氧化硅35～41份、2，6-二叔丁基-4-羥基甲苯8～11份、2-巰基-苯并咪唑4～7份、純水13～18份。

優選的，所述蓄電池極板添加劑，包括以下重量份的組分：改性石墨烯27份、四堿式硫酸鉛23份、氣相法納米二氧化硅38份、2，6-二叔丁基-4-羥基甲苯10份、2-巰基-苯并咪唑5份、純水15份。

優選的，所述改性石墨烯由以下方法制得：（1）將氧化石墨與十二烷基磺酸鈉混合，再加入去離子水，攪拌均勻后置于數控超聲機中超聲2.5小時，得到氧化石墨烯水溶液；（2）將氧化石墨烯水溶液先置于190～200℃的反應釜中保溫15～17小時，再置于低溫環境中干燥，即可的得到所述改性石墨烯。

優選的，所述十二烷基磺酸鈉的濃度為5～8%。

優選的，所述氣相法納米二氧化硅的比表面積為500m²/g，粒徑為0.5nm。

優選的，所述蓄電池極板添加劑為蓄電池極板中鉛粉含量的1%～3%。

一種制備所述蓄電池極板添加劑的方法，包括以下步驟：

（1）按上述配方稱取改性石墨烯、四堿式硫酸鉛、氣相法納米二氧化硅、2，6-二叔丁基-4-羥基甲苯、2-巰基-苯并咪唑、純水，備用；

（2）將2，6-二叔丁基-4-羥基甲苯和2-巰基-苯并咪唑溶于純水，放入超聲波分散機中超聲分散20～30分鐘，得混合液；

（3）將改性石墨烯和四堿式硫酸鉛分別置于研磨機中研磨成粉末后與氣相法納米二氧化硅混合，然后加入至步驟（2）得到的混合液中，攪拌混合均勻后，置于高速剪切分散機中高速剪切分散，形成所述蓄電池極板添加劑。

本發明與現有技術相比，其具有以下有益效果：