[發(fā)明專利]一種鉛炭電池正極板柵的防腐修飾涂層的可控制備方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201710933355.X | 申請日： | 2017-10-10 |
| 公開（公告）號： | CN107732251B | 公開（公告）日： | 2019-12-13 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 林海波;包金鵬;李洪坤 | 申請（專利權(quán)）人： | 吉林省凱禹電化學儲能技術(shù)發(fā)展有限公司 |
| 主分類號： | H01M4/68 | 分類號： | H01M4/68;H01M4/66;H01M4/04;H01M4/20;H01M10/06;C25D11/34 |
| 代理公司： | 11237 北京市廣友專利事務(wù)所有限責任公司 | 代理人： | 張仲波;李銳 |
| 地址： | 130000 吉林省長*** | 國省代碼： | 吉林;22 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 電池 極板 防腐 修飾 涂層 可控 制備 方法 | ||
本發(fā)明公開了一種高度可控的鉛炭電池正極板柵防腐蝕涂層及其相關(guān)極板的制備方法，所述防腐蝕涂層為陽極電化學氧化制備的Pb?PbOx(x<＝2)復合物，所述極板由鉛粉、膠體石墨、短纖維組成。Pb?PbOx(x<＝2)復合涂層由多相組成，Pb相與鉛鈣板柵相連，PbOx相與以二氧化鉛為主的活性物質(zhì)相連，Pb與PbOx之間依靠電化學沉積相互緊密連接。本發(fā)明的涂層可以有效提高板柵抗腐蝕能力以及板柵與鉛膏之間的連接性，有效緩解在高倍率部分荷電狀態(tài)下的正極板柵斷裂及鉛膏脫落現(xiàn)象，提高電池整體的循環(huán)壽命。充分發(fā)揮了電化學氧化的低成本、操作簡單、高度可控、易于大規(guī)模生產(chǎn)的優(yōu)勢。
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鉛炭電池，特別是涉及一種鉛炭電池的正極板柵
背景技術(shù)：
隨著電氣化設(shè)備的逐步普及，人們對儲能設(shè)備的需求日益增大。作為一種擁有近兩百年歷史的儲能裝置，鉛酸電池具有成本低、低溫穩(wěn)定性好、安全可靠等優(yōu)勢。但其能量密度低、循環(huán)壽命短的缺點，導致應(yīng)用范圍受到了制約。
鉛炭電池被譽為下一代鉛酸電池，它是在鉛酸電池負極中添加碳材料。由于碳材料具有良好的導電性、強酸環(huán)境中的化學穩(wěn)定性、遠高于純鉛的比表面積，與傳統(tǒng)鉛酸電池相比，鉛炭電池負極硫酸鹽化得到了顯著抑制，負極活性物質(zhì)有效利用率得到了顯著提高，整體循環(huán)壽命和能量密度明顯加強。鉛炭電池是鉛酸電池領(lǐng)域最先進的技術(shù)，是國際新能源儲能行業(yè)的重點方向，具有廣闊的發(fā)展空間。
作為一種新型的鉛酸電池，鉛炭電池在享有諸多優(yōu)勢的同時，也存在一些問題。隨著負極性能的提升，正負極匹配問題日益凸顯。與傳統(tǒng)鉛酸電池正極相比，鉛炭電池正極面臨著更高的工作電勢和更極端的循環(huán)環(huán)境，這就對其板柵的抗腐蝕能力及板柵與鉛膏的連接性提出了進一步的挑戰(zhàn)。
在板柵上人為制造防腐蝕層是一種有效的解決方式。包括錫銻中間層、鉑中間層、鈦鉈中間層等在內(nèi)的防腐蝕層，都可以顯著增強板柵在極端環(huán)境中的抗腐蝕能力以及與鉛膏的連接性。專利CN104485445A公開了一種鉛蓄電池正極防腐蝕層，使用該正極板的鉛酸蓄電池大電流放電的穩(wěn)定性好，低溫啟動能力強，耐腐蝕性能優(yōu)異，循環(huán)充放電壽命長，綜合性能優(yōu)良。此外，對版柵合金直接進行修改也是目前的主要思路。專利CN105177354A公開了一種含有稀土元素的用于鉛蓄電池正極的版柵合金，該合金提高了版柵的強度，增強了極板的抗腐蝕性能，從而提高了電池的高溫浮充壽命、深循環(huán)壽命。然而這些專利存在著制備方法復雜、價格昂貴等缺陷，在目前鉛炭電池大市場配額的前提下，難以規(guī)模性普及。
傳統(tǒng)鉛酸電池在充放電循環(huán)過程中，正極極板和鉛膏之間會形成天然電化學防腐蝕層，這種中間層是一種由鉛向二氧化鉛過度的結(jié)構(gòu)，即由Pb和PbOx(x<＝2)組成。由于是在電化學過程中刻蝕板柵所形成的，天然防腐蝕層更符合同為電化學反應(yīng)的電池反應(yīng)需求，具有導電性良好、分布致密、與鉛膏連接性優(yōu)良等優(yōu)勢，是一種理想的中間層材料。
電化學陽極氧化由于具有產(chǎn)品高度可控、能耗低、方法簡單等優(yōu)勢，是人為制備這種天然理想的中間層材料所備受關(guān)注的方向。通過電化學陽極氧化的方法，可以有效調(diào)解正極板柵表面α-PbO2、β-PbO2及PbOx的比例及分布，對板柵進行高度可控的刻蝕，實現(xiàn)操作簡單、價格低廉、效果顯著的工業(yè)化生產(chǎn)。
發(fā)明內(nèi)容：
本發(fā)明的目的在于利用可控性最好的電化學陽極氧化方法，提供一種高度可控、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、分布均勻的正極板柵防腐蝕層。其應(yīng)用于鉛炭電池時，正極板柵抗腐蝕能力以及板柵與鉛膏的連接性明顯增強，高倍率部分荷電狀態(tài)的循環(huán)使用壽命顯著提高。
為此，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：
一種鉛炭電池正極極板的制備方法，至少包括以下步驟：
1)Pb-PbOx(x<＝2)涂層的制備
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