[發(fā)明專利]一種鉛酸蓄電池負極鉛膏及負極板的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011227879.5
• 申請日: 2020-11-06
• 公開（公告）號: CN112436143B
• 公開（公告）日: 2021-10-29
• 發(fā)明（設計）人: 孫海濤;陳二霞;王再紅;霍玉龍;高鶴;閆娜;陳志雪;柴琳
• 申請（專利權）人: 風帆有限責任公司
• 主分類號: H01M4/62
• 分類號: H01M4/62;H01M4/20;H01M4/21;C01B21/082
• 代理公司: 石家莊冀科專利商標事務所有限公司 13108
• 代理人: 孟玉寒

一種鉛酸蓄電池負極鉛膏，所述負極鉛膏包括如下質量添加比的組分，鉛粉：短纖維：木素：腐植酸：硫酸鋇：鋇摻雜氮化碳：碳材料：純凈水：稀硫酸=100：（0.05?0.5）：（0?1.0）：（0?1.0）：（0?2.0）：（0.1?1.0）：（0?1.0）：（10?15）：（6?10）。本發(fā)明負極鉛膏中添加有鋇摻雜氮化碳添加劑，其有利于避免“負極板硫酸鹽化”，起到延長鉛酸電池使用壽命的作用；以此制備的負極板具有比普通負極板更高的部分荷電狀態(tài)循環(huán)壽命、靜態(tài)充電接受能力。

技術領域

本發(fā)明涉及一種鉛酸蓄電池負極鉛膏及負極板的制備方法，屬于鉛酸蓄電池技術領域。

背景技術

隨著我國經(jīng)濟的迅猛發(fā)展和人民生活水平的提高，汽車保有量越來越高，尤其在城市早晚高峰時，汽車在行駛過程中會經(jīng)歷多次的起動。這導致汽車中的鉛酸電池長時間處于未充滿電的部分荷電狀態(tài)，對鉛酸電池的使用壽命造成影響。

一般來說，鉛酸電池主要由正極板、負極板、電解液、隔板和殼體等部分組成。這其中，通過將鉛膏涂覆在板柵上制得的極板，對鉛酸電池的電學性能起著至關重要的作用。鉛酸電池的負極中主要的活性物質是海綿狀鉛，當電池放電時鉛負極作為陽極，單質鉛被氧化成Pb²⁺，并與電解液中的SO₄^2-發(fā)生反應，形成溶解度很小的PbSO₄，并沉積到負極板中。

鉛酸電池長期處于未充滿電的部分荷電狀態(tài)時，極易導致負極板中PbSO₄不斷生長成為晶型完整且粗大的晶粒，使得其電化學活性降低，進而導致電池的使用壽命結束。這種現(xiàn)象在行業(yè)內被稱作為“負極板硫酸鹽化”。為了減緩這種現(xiàn)象，一般會在負極中加入各種膨脹劑。目前，常用的負極膨脹劑分為有機膨脹劑和無機膨脹劑兩類，有機膨脹劑主要為木素磺酸鹽、腐植酸和鞣劑等，其主要目的是為了保證負極活性物質有較大的比表面積；無機膨脹劑主要是炭黑、硫酸鋇、硫酸亞錫等，除了保持負極較大的比表面積外，還起到細化硫酸鉛晶粒的作用，并在一定程度上提高活性物質的導電性。

目前行業(yè)上經(jīng)典的起動型鉛酸電池的負極鉛膏配方中，除去鉛粉、純水和稀硫酸等基礎原材料外，還有短纖維、硫酸鋇、木素磺酸鈉、腐植酸和炭黑等添加劑。但對鉛酸電池當前越加嚴苛的使用工況下，其負極耐硫酸鹽化能力和使用壽命，還需要進一步地提高。

發(fā)明內容

本發(fā)明為克服現(xiàn)有技術弊端，提供一種鉛酸蓄電池負極鉛膏及負極板的制備方法，在負極鉛膏的添加劑中添加鋇摻雜的氮化碳，有效地抑制了負極的硫酸鹽化現(xiàn)象，延長了鉛酸蓄電池的使用時間。

本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種鉛酸蓄電池負極鉛膏，所述負極鉛膏包括如下質量添加比的組分，鉛粉：短纖維：木素：腐植酸：硫酸鋇：鋇摻雜氮化碳：碳材料：純凈水：稀硫酸＝100：(0.05-0.5)：(0-1.0)：(0-1.0)：(0-2.0)：(0.1-1.0)：(0-1.0)：(10-15)：(6-10)。

上述鉛酸蓄電池負極鉛膏，所述鋇摻雜氮化碳的主要成分為石墨相氮化碳，鋇元素為成核劑，所述鋇摻雜氮化碳的平均粒徑小于5μm，比表面積為10-500m²/g，其制備方法包括如下步驟：

①稱取一定量的Ba(OH)₂，加入到溶劑中，充分攪拌至完全溶解，得到Ba(OH)₂溶液，Ba(OH)₂溶液的濃度為0.01-5wt％；

②稱取一定量的三聚氰胺，加入到Ba(OH)₂溶液中，得到鋇摻雜三聚氰胺前軀體混濁液，三聚氰胺與Ba(OH)₂的質量比控制在100：(0.1-10)，對混濁液進行充分攪拌0.1-300min后，靜置0.1-12h；

③將靜置好的鋇摻雜三聚氰胺前軀體混濁液在40-120℃下烘干1-24h，得到鋇摻雜三聚氰胺前軀體粉末；