[發明專利]一種成對電化學沉積制備鉛和二氧化鉛的電解液

在審

• 申請號: 202110285932.5
• 申請日: 2021-03-17
• 公開（公告）號: CN113061939A
• 公開（公告）日: 2021-07-02
• 發明（設計）人: 許文林;韓斌;周陽;王雅瓊
• 申請（專利權）人: 揚州大學
• 主分類號: C25C1/18
• 分類號: C25C1/18;C25B1/01;H01M4/16;H01M10/54
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種成對電化學沉積制備鉛和二氧化鉛的電解液，電解液由三氟甲基磺酸鉛、三氟甲基磺酸堿金屬鹽、三氟甲基磺酸和水組成，其中三氟甲基磺酸鉛為成對電化學沉積制備鉛和二氧化鉛的前驅體，三氟甲基磺酸堿金屬鹽和三氟甲基磺酸為支持電解質，水為溶劑。采用該電解液進行成對電化學沉積，陰極得到可作為鉛蓄電池負極活性物質使用的鉛，陽極得到可作為鉛蓄電池正極活性物質使用的二氧化鉛。研發可用于成對電化學沉積制備鉛和二氧化鉛的電解液，不僅可以使含鉛廢料得以資源化利用，而且可以大幅度簡化鉛資源化回收利用的工藝過程，既具有經濟價值，同時也具有顯著的環境和社會效益。

技術領域

本發明涉及一種成對電化學沉積制備鉛和二氧化鉛的電解液，電解液由三氟甲基磺酸鉛、三氟甲基磺酸堿金屬鹽、三氟甲基磺酸和水組成，其中三氟甲基磺酸鉛為成對電化學沉積制備鉛和二氧化鉛的前驅體，三氟甲基磺酸堿金屬鹽和三氟甲基磺酸為支持電解質，水為溶劑。采用該電解液進行成對電化學沉積，陰極得到可作為鉛蓄電池負極活性物質使用的鉛，陽極得到可作為鉛蓄電池正極活性物質使用的二氧化鉛，屬于材料制備技術領域。

背景技術

1.鉛蓄電池電極板

鉛蓄電池的基本構成部件和材料主要包括正極板、負極板、硫酸溶液、隔板、蓄電池槽(包括注液蓋)，其中電極板(正極板和負極板)是構成鉛蓄電池的重要部件。

鉛蓄電池電極板由電極板柵和電極活性物質組成，其中電極板柵主要有兩方面的作用：

(1)集電流骨架:電極板柵是電極的集電骨架，起傳導、匯集電流并使電流分布均勻，提高電極活性物質的利用率；

(2)電極活性物質的支撐載體:電極板柵通過邊框和筋條對電極活性物質起支撐的作用。

電極活性物質可分為正極活性物質和負極活性物質。正極活性物質主要有以下兩種功能：

(1)參加電化學反應。充電時，PbSO₄轉化為導電性PbO₂；放電時，PbO₂轉化為PbSO₄。

(2)為多孔活性物質中反應點到板柵提供導電通路。

后一功能要求有一部分導電性的PbO₂活性物質不參加電化學反應，而僅僅用來維持結構完整及導電性能良好。因此，作為鉛蓄電池正極板的活性物質要求其具有析氧電位高、耐蝕性和導電性好、可通過大電流等特點。目前鉛蓄電池的正極活性物質是PbO₂。

負極活性物質也主要有以下兩種功能：

(1)參加電化學反應。充電時，PbSO₄轉化為Pb；放電時，Pb轉化為PbSO₄；

(2)為多孔活性物質中反應點到板柵提供導電通路。

后一功能要求有一部分導電性的Pb活性物質不參加電化學反應，而僅僅用來維持結構完整及導電性能良好。

2.成對電化學合成技術同時制備鉛和二氧化鉛

通過成對電化學沉積方法可以在陰極生成鉛的同時，陽極生成二氧化鉛。通過成對電化學合成技術可以同時制備得到負極板和正極板，這種成對電化學合成技術是一種資源利用效率高、清潔環保的制備技術。

因此，研發成對電化學沉積制備鉛和二氧化鉛的工藝和技術具有非常重要的意義，其中研發用于成對電沉積過程的電解液是亟待解決的重要問題。

發明內容

本發明公開了一種成對電化學沉積制備鉛和二氧化鉛的電解液，可應用于陰極電化學還原沉積鉛和陽極電化學氧化沉積二氧化鉛的成對電化學合成，陰極沉積制得的鉛可作為負極板，陽極沉積制得的二氧化鉛可作為正極板，是一種資源利用效率高、安全環保的電解液。

實現上述目的技術方案是：