[發(fā)明專利]長壽命輕質(zhì)型復(fù)合正極板柵及其制備方法、電極正極極板及其制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110673456.4
• 申請(qǐng)日: 2021-06-17
• 公開（公告）號(hào): CN113394408A
• 公開（公告）日: 2021-09-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃惠;楊溢;董勁
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 昆明高聚科技有限公司;昆明理工大學(xué)
• 主分類號(hào): H01M4/73
• 分類號(hào): H01M4/73;H01M4/66;H01M4/68;H01M4/82;H01M4/14;H01M4/20
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 張雪嬌

本發(fā)明提供了一種長壽命輕質(zhì)型復(fù)合正極板柵，包括：板柵內(nèi)芯；包覆于板柵內(nèi)芯表面的鉛合金層；復(fù)合于鉛合金層表面的α?PbO₂層；復(fù)合于α?PbO₂層表面的β?PbO₂層。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明以α?PbO₂相作為中間層與鉛合金層相連，β?PbO₂相作為活性層與PbO₂為主的活性物質(zhì)相連，α?PbO₂與β?PbO₂之間依靠梯度氧化相互緊密連接，從而可在提高板柵耐腐蝕性能的同時(shí)為板柵與活性材料之間的界面結(jié)合提供過渡，從而提升電池的能量密度及循環(huán)壽命。進(jìn)一步，本發(fā)明以聚苯胺相作為β?PbO₂膜層的摻雜相，填充進(jìn)孔洞較多的β?PbO₂膜層中，可進(jìn)一步提高膜層耐蝕性，提高放電電壓，增強(qiáng)蓄電池板柵的功率密度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于鉛酸電池技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種長壽命輕質(zhì)型復(fù)合正極板柵及其制備方法、電極正極極板及其制備方法。

背景技術(shù)

中國仍然處于儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)化的初級(jí)階段，鉛酸電池仍然占領(lǐng)80％左右的市場(chǎng)份額，而充放電循環(huán)次數(shù)低、能量密度低和功率密度低又是客觀存在的問題，其中，電池板柵及活性物質(zhì)的性能直接影響著相關(guān)技術(shù)指標(biāo)。

鉛炭電池被譽(yù)為下一代鉛酸電池，它是在鉛酸電池負(fù)極中添加碳材料。由于碳材料具有良好的導(dǎo)電性、強(qiáng)酸環(huán)境中的化學(xué)穩(wěn)定性、遠(yuǎn)高于純鉛的比表面積，因此與傳統(tǒng)鉛酸電池相比，鉛炭電池負(fù)極硫酸鹽化得到了顯著抑制，負(fù)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(qiáng)。目前鉛炭電池是鉛酸電池領(lǐng)域最先進(jìn)的技術(shù)，是國際新能源儲(chǔ)能行業(yè)的重點(diǎn)方向，具有廣闊的發(fā)展空間。

但作為一種新型的鉛酸電池，鉛炭電池在享有諸多優(yōu)勢(shì)的同時(shí)，也存在一些問題。隨著負(fù)極性能的提升，正負(fù)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活性物質(zhì)的深度充放電并產(chǎn)生極化，板柵循環(huán)充放電后發(fā)生腐蝕斷裂，失去支撐作用而導(dǎo)致活性物質(zhì)脫落的問題，進(jìn)而對(duì)板柵的耐腐性及壽命提出了更高的要求。而提升壽命及能量的關(guān)鍵在于改進(jìn)活性二氧化鉛材料性能、電池板柵性能及活性材料與板柵之間的界面問題。

公開號(hào)為CN107768672A的中國專利公開了一種鉛酸電池正極板結(jié)構(gòu)，鉛熔射噴覆層包覆固著在正極鋁板柵的邊框及各柵條全部的粗糙表面上；正活性材料固化體包覆固著在正極鋁板柵全部的鉛熔射噴覆層表面上，并且正活性材料固化體填滿封閉于各柵孔，以形成正極板結(jié)構(gòu)，從而減少鉛使用量與環(huán)境污染,并且減輕重量達(dá)到輕量。然而該正極板結(jié)構(gòu)存在板柵與鉛膏的連接性較差，無法提高循環(huán)使用壽命的問題。

公開號(hào)為CN107732251B的中國專利公開了一種鉛炭電池正極板柵的防腐修飾涂層，利用傳統(tǒng)鉛酸電池在充放電循環(huán)過程中，正極極板和鉛膏之間形成的天然電化學(xué)防腐蝕層，人為預(yù)先在正極板柵刻蝕腐蝕層，從而達(dá)到提高使用壽命的目的。然而該方法對(duì)正極板柵存在破壞性的防腐修飾，雖對(duì)電池循環(huán)壽命有一定改善，但對(duì)電池的能量密度的提升有限。

研發(fā)新型正極板柵修飾工藝技術(shù)，在減少電池重量的同時(shí)，一方面可保護(hù)板柵，進(jìn)一步提高板柵耐腐蝕性，另一方面膜層為板柵與活性材料之間的界面結(jié)合提供過渡，從而提升電池的能量密度及循環(huán)壽命，是進(jìn)一步改善目前蓄電池性能亟待解決的問題。

因此，需要一種新的蓄電池正極板柵已解決上述問題。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于提供一種抗腐蝕能力強(qiáng)、與鉛膏連接性高且可提高電池容量及深循環(huán)使用壽命的長壽命輕質(zhì)型復(fù)合正極板柵及其制備方法、電池正極極板及其制備方法。

本發(fā)明提供了一種長壽命輕質(zhì)型復(fù)合正極板柵，包括：

板柵內(nèi)芯；

包覆于板柵內(nèi)芯表面的鉛合金層；

復(fù)合于鉛合金層表面的α-PbO₂層；