[發(fā)明專利]一種富液內(nèi)混型鉛碳電池用負極及其制備和應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711213338.5
• 申請日: 2017-11-28
• 公開（公告）號: CN109841838B
• 公開（公告）日: 2022-09-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 閻景旺;張華民;席耀寧;李先鋒;高鶴;王再紅
• 申請（專利權(quán)）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: H01M4/74
• 分類號: H01M4/74;H01M4/82
• 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. 一種負極在富液內(nèi)混型鉛碳電池中的應(yīng)用，負極包括鉛材料，其特征在于：所述負極應(yīng)用于富液內(nèi)混型鉛碳電池，電池包括正極、隔膜、負極、電解液，正極采用鉛酸電池正極板，電池中電解液5~50 wt%稀硫酸的液面高于極板上沿0.5-5 cm；負極中含有0.1-10 wt%的經(jīng)過毒化處理的碳材料，其中碳材料為炭纖維和活性炭的兩種組合，組合時二者的質(zhì)量比例為1:100-100:1；活性炭為表面積在100-3000 m²/g的電容活性炭；碳纖維直徑為0.005-100 μm的中空或?qū)嵭奶祭w維；當碳材料為碳釬維和活性炭兩種組合時，毒化處理過程是將活性炭和碳纖維分別毒化再混合均勻；碳材料毒化處理步驟如下，

將碳材料分散到去離子水中，攪拌均勻得到碳材料分散液；碳材料在分散液中的含量為0.1 ~ 50 wt%；

將毒化劑高析氫過電位金屬元素可溶性鹽加入到去離子水中，充分攪拌至完全溶解得到毒化劑溶液；毒化劑溶液的濃度為0.1 wt%至飽和濃度，高析氫過電位金屬元素可溶性鹽為硝酸鉛；

將毒化劑溶液加入到步驟1）分散液中，充分攪拌得混合物；控制毒化劑的加入量，使毒化碳材料中毒化劑的含量為0.1~30 wt%；

將步驟3）得到的混合物進行加熱干燥或進行冷凍干燥，除去其中的水分，加熱干燥溫度為50~150 ^oC，冷凍干燥溫度-70~0 ^oC，干燥時間為10 min~24 h；

將步驟4）干燥產(chǎn)物至于惰性氣氛中在150~300 ^oC溫度下焙燒0.1~24 h，得到毒化碳材料。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用，其特征在于：活性炭為表面積在500-2500 m²/g的電容活性炭；碳纖維直徑為1-100 μm的實心碳纖維。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用，其特征在于：碳材料毒化處理步驟中，

步驟1）碳材料在分散液中的含量為1~30 wt%；步驟2）毒化碳材料中毒化劑的含量為0.5~10 wt%。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用，其特征在于：富液內(nèi)混型鉛碳電池負極的制備步驟如下，

將毒化處理的碳材料、輔料和鉛粉按（0.1~10）: （0.1~20）:（50~99）質(zhì)量比例采用高速剪切攪拌機進行混合，攪拌槳的轉(zhuǎn)速為10~50000轉(zhuǎn)/分，攪拌時間為0.1~500 min；輔料為硫酸鋇、腐殖酸中的一種或兩種；

向得到的混合料中加入水和硫酸，充分攪拌制備鉛膏；硫酸室溫下密度為1.05~1.85g/cm³，加入量占混合料質(zhì)量的1~30%，水的加入量占固體混合料質(zhì)量的0.5~50%；

將鉛膏刮涂到板柵上，經(jīng)固化干燥得到鉛碳電池復合負極生極片；生極片上活性物質(zhì)厚度為0.1~10 mm；固化溫度為10~100^oC，相對濕度為10~100%，固化時間為1-50 h；干燥溫度為10~200^oC，相對濕度為0~80%，干燥時間為1-50 h。