[發明專利]一種高性能鉛蓄電池正極材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201710615957.0
• 申請日: 2017-07-26
• 公開（公告）號: CN107452946A
• 公開（公告）日: 2017-12-08
• 發明（設計）人: 程勁松
• 申請（專利權）人: 合肥尚強電氣科技有限公司
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/56;H01M4/62;H01M10/06
• 代理公司: 合肥道正企智知識產權代理有限公司34130
• 代理人: 閆艷艷

技術領域

本發明涉及鉛蓄電池技術領域，具體涉及一種高性能鉛蓄電池正極材料及其制備方法。

背景技術

目前，把鉛酸蓄電池用作電動汽車動力電源已被國內外學者公認為鉛蓄電池的三 個最大發展趨勢之一。但至今，鉛蓄電池之所以尚未應用于電動車輛，最關鍵的因素是鉛蓄 電池在車上運行壽命太短而導致電動車運營費用過高。在一般情況下，鉛蓄電池的壽命主 要取決于其正極板的性能，主要是正極板的腐蝕性能和活性物質的軟化脫粉。盡管這種原因對電池的壽命影響是同時存在的，但是再深充放電條件下，正極活性物質的軟化脫粉所造成的電池壽命降低是主要的，此外，正極活性物質的利用率低也是鉛蓄電池應用受限制的一個主要問題所在。

利用加壓的辦法促進電解液的擴散以及通過降低極板的厚度或鉛膏的密度，可以 提高正極活性物質的利用率。但這些方法使極板壽命降低，并且增大板柵腐蝕，促進活性物質的脫落，從而導致極板的耐久性降低。使用添加劑改善活性物質，提高極板的孔率或者提高其導電性，以提高電池的比能量，近年來受到人們的重視。目前常用的添加劑為無定形碳、石墨等，雖然其在電池循環初期表現出了良好的性能，但是由于鉛蓄電 池內部應用環境較為苛刻，容易使得添加劑的作用失效。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術的不足，提供一種高性能鉛蓄電池正極材料及其制備方法，有效增加了電極的充放電能力，使得鉛蓄電池的循環性能得到改善，同時鉛蓄電池的放電容量也得到明顯提高。

為了解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案：

一種高性能鉛蓄電池正極材料，以重量份計，包括以下組分：鉛粉60-80份、聚丙烯短纖維30-40份、石墨粉10-30份、碳酸鉛10-20份、硅化鎳5-15份、超導材料10-30份、四氧化三鉛3-8份、二氧化硅2-8份、有機添加劑1-5份、分散劑0.5-2.5份和濃度為40-50%的硫酸溶液5-10份。

優選的，所述鉛粉70份、聚丙烯短纖維35份、石墨粉20份、碳酸鉛15份、硅化鎳10份、超導材料20份、四氧化三鉛5.5份、二氧化硅5份、有機添加劑3份、分散劑1.5份和濃度為45%的硫酸溶液7.5份。

優選的，所述鉛粉中包括如下重量份數的組分：二氧化鉛60-70份和一氧化鉛30-40份。

優選的，所述聚丙烯短纖維的直徑為4-10μm、長度為1-5mm。

優選的，所述超導材料為重量比為1:2-4:3-5的鈮三鍺、鈮三鋁合鈮三錫的混合物。

優選的，所述有機添加劑為聚四氟乙烯和羧甲基纖維素按照質量比為2-4:1的混合物。

優選的，所述分散劑為十二烷基苯磺酸鈉、聚乙烯醇或羧甲基鈉。

一種高性能鉛蓄電池正極材料的制備方法，包括以下步驟：

（1）按照重量份數計，分別稱取聚丙烯短纖維、石墨粉、碳酸鉛、硅化鎳、超導材料、四氧化三鉛、有機添加劑和分散劑混合，加入到濃度為40-50%的硫酸溶液中，將沉淀物烘干，高溫干燥，冷卻，得到混合物料；

（2）將鉛粉和步驟（1）制得的混合物料混合均勻，球磨，得到高性能鉛蓄電池正極材料。

優選的，所述步驟（1）中，所述沉淀物烘干溫度為100-120℃，烘干時間為6-8h；所述高溫干燥溫度為400-500℃，高溫干燥時間為3-5h。

優選的，所述步驟（2）中，所述球磨的條件為：在600-700r/min轉速下球磨4-6h。

與現有技術相比，本發明具有如下的有益效果：本發明提供一種高性能鉛蓄電池正極材料及其制備方法，有效增加了電極的充放電能力，使得鉛蓄電池的循環性能得到改善，同時鉛蓄電池的放電容量也得到明顯提高，具體情況如下：

（1）本發明通過在正極材料中加入聚丙烯短纖維和超導材料，并通過合理控制二者的添加量，提高了正極活性物質的利用率，有效提高了電極的充放電能力，改善了其循環性能，其化成效率也得以改善；

（2）本發明公開的高性能鉛蓄電池正極材料的制備方法，工藝簡單，成本低，沒有引入其他雜質，制得的正極材料性能優異；

（3）本發明的高性能鉛蓄電池正極材料具有較高的比能量和良好的循環壽命，采用本發明提供的正極材料的鉛蓄電池比能量為40Wh/Kg以上，循環壽命大于1000次，高于現有的鉛蓄電池。

具體實施方式

下面結合具體實施例，進一步闡述本發明。這些實施例僅用于說明本發明而不用于限制本發明的范圍。

實施例1