[發明專利]一種鉛酸電池修復液及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 202011162044.6
• 申請日: 2020-10-27
• 公開（公告）號: CN112421132B
• 公開（公告）日: 2023-07-28
• 發明（設計）人: 岳鹿;張文惠;岳赟天;錢佳晨;王保琰;侯貴華
• 申請（專利權）人: 鹽城工學院
• 主分類號: H01M10/42
• 分類號: H01M10/42;H01M10/06;B82Y30/00
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 殷星

本發明公開了一種鉛酸電池修復液及其制備方法與應用，通過對碳黑和碳納米管改性、與石墨烯分散制備三維導電網絡，并通過鍵合螯合官能團以及混合無機?有機混合電解質鹽構建無機?有機三維的點、線與面三維復合體系，該體系有效的吸附在電池極板上形成保護膜，降低硫酸鉛膜對電子傳導的阻礙，同時其結構上附著的螯合官能團能與Pbsupgt;2+/supgt;形成穩定的可溶性螯合物，能迅速崩解大的硫酸鉛晶體達到高效除硫目的。同時，該結構能重構硫酸鉛晶體的形貌，降低硫酸鉛晶體的結晶度，使硫酸鉛晶體在低溫下更易被轉化成Pb，提高電池的低溫性能。本發明有效延長新鉛酸電池的使用壽命、提高廢舊鉛酸電池的容量和改善電池的低溫性能，設計合理，易推廣。

技術領域

本發明屬于提升新鉛酸電池的性能以及廢舊鉛酸電池修復領域，具體涉及一種鉛酸電池修復液及其制備方法與應用。

背景技術

鉛酸電池是一項成熟的技術，因為它從19世紀末就已經存在了。它們有一個低成本的高性能的特點，容易回收，很容易充電。鉛酸電池的的效率相對較高，約為80-90%。然而，當大功率放電時，它們的可用容量會極大降低。因此，鉛酸蓄電池的放電深度有限。在80%放電深度下，它們的典型循環壽命約為1500次循環（IEC市場策略委員會，2011年）。

鉛酸電池在使用過程中正極板柵腐蝕、負極易于硫酸鹽化等失效模式導致其電化學性能逐漸下降。普通鉛酸蓄電池的設計壽命一般為2-3年，其實際使用壽命也遠遠短于預期使用壽命，但是其實際使用常常只有1年或更短時間，這就造成了很大的浪費。隨著化石燃料的枯竭，社會對鉛酸電池的消耗使用量日益劇增。新能源產業的迅速發展需要不斷的新技術的支撐，通過材料添加的方式延長鉛酸電池的使用壽命，將成為一種十分經濟有效的手段。通過一些合理的手段延長鉛酸電池的壽命或者能夠將費舊鉛酸電池進行修復，將鉛酸電池產品的使用壽命延長，是一種低成本高效益的技術，產業化前景十分樂觀。

目前對鉛酸蓄電池進行修復的電解液添加劑技術配方形式，主要是修復因子呈現一維或者二維的形式附著于電極材料表面，除硫效果不明顯，只能起到洗凈表面輕度的硫酸鉛效果，不能徹底除去硫酸鉛，隨后硫酸鉛結晶還會發生再次附著到極板。由于其沒有真正修復電池，所以無法真正獲得廣泛的推廣和應用。同時，由于鉛酸電池受到環境溫度影響很大，其低溫下的循環性能較差，目前現有的修復技術同時能兼顧容量恢復和提高低溫性能的還沒有。

發明內容

本發明的目的是提供一種鉛酸蓄電池修復液及其制備方法與應用。本發明所設計的三維網絡修復結構體系修復液，能有效的吸附在鉛酸電池的極板上形成保護膜，降低鉛表面的硫酸鉛膜對電子傳導的阻礙，同時其結構上附著的螯合官能團能與Pb²⁺形成穩定的可溶性螯合物，能迅速恢復極板功能，崩解大的硫酸鉛晶體達到高效除硫的目的，從而延長電池深循環的使用壽命。同時，該結構能重構硫酸鉛晶體的形貌，降低硫酸鉛的結晶度和降低硫酸鉛晶體的結晶度，使硫酸鉛晶體在低溫環境下更容易被轉化成?Pb，提高電池的低溫性能。本發明的鉛酸電池修復液，效果好，能有效的延長新鉛酸電池的使用壽命、提高廢舊鉛酸電池的容量和改善電池的低溫性能，本發明設計合理，技術成熟，適合大規模推廣。本發明還具有安全、有效、方便的特點。

為了解決上述技術問題，本發明采取的技術方案為：

一種鉛酸蓄電池修復液的制備方法，包括以下步驟：

步驟1，對碳納米管和碳黑分別依次經過酸化和改性處理；

步驟2，向步驟1處理后的碳納米管中加入殼聚糖溶液，充分分散；再向處理后的碳黑中加入聚乙二醇溶液，充分分散，將兩種分散完成的液體混合，1000轉/分高速攪拌30分鐘得混合溶液A，實現聚乙二醇高分子鏈與殼聚糖高分子鏈之間的互穿；

步驟3，向混合溶液A中加入預先配置好的海藻酸鈉-氧化石墨烯溶液，機械攪拌30分鐘，以便殼聚糖與海藻酸鈉之間通過靜電作用形成自組裝體系；