[发明专利]超级电池混合负极铅膏及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及铅酸蓄电池制备领域，具体涉及超级电池负极铅膏。

背景技术

铅酸蓄电池在日常的使用过程中，由于使用方法不当或充电环境无法满足电池的条件、特别是混合动力电池的工作状态，长使电池欠充浅放，最后导致电池出现失效(PCL3)。

为解决该技术问题，当今铅酸蓄电池行业创新性地发展将超级电容器与现有的蓄电池优势结合，使超级电容器的大功率特性和蓄电池高能量密度特性得以集中体现。如专利申请2009102098751公开了超级电容蓄电池，该专利申请在普通铅酸蓄电池的负极板铅膏中加入了颗粒状电容电极材料制成复合式负极板，所述的电容电极材料由碳材料、导电剂、粘结剂组成，其中的碳材料为活性炭碳纳米管...中一种或几种，其中的导电剂为炭黑、乙炔黑、石墨...中的一种或几种，其中的粘结剂为PTFE/PVDF/CMC/氟橡胶及氯丁胶中的一种或两种以上混合物。但是其制备中要将电容电极材料制成颗粒状，不仅制备工艺复杂，而且可能会导致无法混合均匀。同时，在铅膏中未加入析氢抑制剂，加入的炭无法发挥应有的超级电容的特性，即无法保证在充放电过程中超级电容器先充放电，对电池起保护作用。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种超级电池混合负极铅膏，用这种铅膏配方的负极板制成的电池，具有优越的大电流充放电性能，优异的循环使用寿命，且充电接受能力强、低温性能好。本发明要解决的另一个技术问题是提供这种铅膏配方的制备方法。

本发明通过以下技术方案实现：

超级电池混合负极铅膏，由下列重量份配比的原料混合而成：铅粉：100，硫酸：4～10，粘结剂：0.1～8，硫酸钡：0.1～2，析氢抑制剂：0.01～2，活性炭1～7，异向石墨0.1～3，乙炔黑0.05～1，腐植酸：1～4，红丹：5～15，水：12～21，短纤维：0.1～0.2。

超级电池混合负极铅膏中的粘结剂，由下列重量份配比的原料混合而成，有机添加剂∶乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)∶聚乙烯醇∶水∶＝1∶0.1～0.8∶1～3∶15～20。

粘结剂中所述的有机添加剂为聚四氟乙烯(PTFE)、丁苯橡胶、CMC即羧甲基纤维素钠中的一种、或两种、或两种以上混合。

铅膏中所述的析氢抑制剂为氧化铟、氧化铋、硬脂酸、或硬脂酸钡中的一种、或两种、或两种以上混合。

超级电池混合负极铅膏的制备方法，包括下列步骤：

(1)按上述的重量份配比，将铅粉、硫酸钡、析氢抑制剂、活性炭、异向石墨、乙炔黑、红丹、腐植酸、短纤维称量倒入容器中，搅拌5-10min，使各组分充分混合；

(2)按上述的重量份配比，将水快速加入步骤(1)容器内，加完后继续搅拌5-10min；本步骤加水，需要快速加入，一般控制时间在1-2分钟内完成；

(3)按上述的重量份配比，在8-15min时间内将硫酸缓慢加入步骤(2)容器内，在加入过程中控制温度低于70℃，加完后继续搅拌5-10min；

(4)按上述的重量份配比，向步骤(3)的容器内加入粘结剂，加完后继续搅拌5-10min，控制铅膏视密度在3.8-4.5g/ml。

采用常规的铅酸电池生产涂片设施条件，就可将上述铅膏涂到负极板栅上，经固化后制得的极板，具有非常好的外观特性及优异的电池电性能。

异相石墨主要的作用是导电，因为加入粘合剂后，电池的内阻一般会增大。而石墨属于炭类，本身也具有电容特性。异相石墨和普通石墨不同点是其析氢电位较普通石墨的析氢电位低。

氧化铟或氧化铋、以及硬脂酸、硬脂酸钡是很好的析氢抑制剂，主要是减少电池的析氢，炭的加入会使电池提前析氢，因为如果能使炭的析氢电位等同或略低于铅的析氢电位，这样才能保证电容的性能得以发挥，即在充放电过程中，电容首先充放电，从而对电池起缓冲作用，延长电池寿命。析氢抑制剂是超级电池的核心技术、关键所在。

本发明的铅膏制成的负极板，与常规铅膏制成的正极板组成电池，具有电池和电容特性，与现有技术相比，具有以下优点：

一、本发明由于加入的碳材料未经过造粒处理，更由于加有析氢抑制剂，其中的活性炭保持了高性能的电容特性，使电极具备极高的电容，由目前公知的200～300F/g提高到300～400F/g。