[发明专利]电动车用铅碳电池

说明书

技术领域

本发明涉及一种电动车用铅酸蓄电电池，特别是电动车用铅碳电池负极材料。

背景技术

由于石油资源匮乏，环境污染严重和温室效应等，目前全世界都认为传统型燃油汽车的发展已是强弩之末。新型动力模式的车辆不断涌现，其中纯电动的电池动力车、燃油与电池混合的混合动力车发展最为快速，混合动力车中的电池是作为动力和储能使用，提高了燃油效率和环境友好性。

电动汽车发展的关键是储能器件—电池。而储能器件（蓄电池）是否达到要求需要考量电容量、寿命、价格、低温、大电流等指标，目前市售的储能器件（蓄电池）各有优势和不足。锂离子电池：重量轻、寿命长、但价格很高、大容量锂电池安全性差；镍氢电池：重量轻、寿命中等、但价格高、能量低（主要是单体电压低、自放电大）；普通铅酸电池：价格低、容量大、但重量大、寿命短。

发明内容

本发明的目的是针对目前储能器件（蓄电池）的不足，提供一种新型的电动车用铅碳电池，这种铅碳电池具有容量大、寿命长、价格低，特别是其大电流和低温性能好，对环境友好等优点。

本发明的技术方案是电动车用铅碳电池，电芯由正极、负极、隔膜组成，加入电解液制成铅碳电池，正极为PbO₂材料，其改进之处是所述负极是在铅集流体上涂敷多孔活性碳材料，该多孔活性碳材料的组分及其重量百分比为：活性碳55～95%、导电剂5～30%，粘结剂0.1～15%。

进一步的方案是：所述的活性碳的原材料为椰壳、石油焦或树脂中的一种；所述活性碳的克容量＞120F/g，比表面积＞1500m²/g，平均孔径＞5μm，振实密度＞0.4g/cm³；所述的粘结剂为聚四氟乙烯、羧甲基纤维素钠、水性粘合剂中的一种或几种混合而成；所述的导电剂为天然石墨、超导碳、石墨乳、乙炔黑、导电碳黑中的一种或几种混合而成。

利用现有的PbO₂为正极，对负极材料作改进，正极电极包上隔膜，放入1.0～2.0mol/L的H₂SO₄电解液中进行密封后组成铅碳电池。本发明使用现有的PbO₂正极，只需经过简单的处理，负极采用铅集流体涂敷优质的多孔活性碳材料，并对活性碳材料的组分和配比进行优化组合，就可以提高产品性能。

铅碳电池是由铅蓄电池正极和一片用铅集流体涂敷活性碳制成的负极组合而成，所使用的活性碳具有较大的克容量（＞120F/g）和比表面积（＞1500m²/g），通过增加电池极板中的碳含量可有效减轻电池负极板的硫酸盐化，因而改善了电池的循环寿命，导电剂的加入将很大程度上提高充电接受能力和放电倍率。铅碳电池具有容量大、寿命长、价格低，特别是其大电流和低温性能好，很适合于电动车的要求，低价格更适合于当前的消费水平。由于活性碳材料的使用，减少了铅的用量，对环境友好。

具体实施方式

下面通过实施例进一步说明本发明。

实施例1

将活性碳、导电剂、粘结剂按照下列重量百分比进行混合，活性碳55%、导电剂30%，粘结剂15%，其中导电剂选用天然石墨，粘结剂选用聚四氟乙烯（PTFE），加入适量的去离子水，混合成膏状，将混合好的碳膏均匀的涂敷在铅集流体上，用轧膜机进行辊压成型，在50℃下进行真空烘干，制得负极极片，正极利用PbO₂正极，将正极用隔膜包好，隔膜选玻璃纤维隔膜，按照正负极1：1的比例组成电芯，将电芯浸入1.0～2.0mol/L的H₂SO₄电解液中浸泡2小时，用0.05C的电流进行充电，制成铅碳电池。制作的电池大电流性能较好。

实施例2

将活性碳、导电剂、粘结剂按照下列重量百分比进行混合，活性碳75%、导电剂20%，粘结剂5%，其中导电剂选用超导碳，粘结剂选用聚四氟乙烯（PTFE）和羧甲基纤维素钠（CMC）混合使用，加入适量的去离子水，混合成膏状，将混合好的碳膏均匀的涂敷在铅集流体上，用轧膜机进行辊压成型，在50℃下进行真空烘干，制得负极极片，正极利用PbO₂正极，将正极用隔膜包好，隔膜选玻璃纤维隔膜，按照正负极1：1的比例组成电芯，将电芯浸入1.0～2.0mol/L的H₂SO₄电解液中浸泡2小时，用0.05C的电流进行充电，制成铅碳电池。与实例1相比，实例2所得到的极片导电性更好，电池充电接受能力更好。

实施例3

将活性碳、导电剂、粘结剂按照下列重量百分比进行混合，活性碳90%、导电剂8%，粘结剂2%，其中导电剂选用超导碳和乙炔黑混合，粘结剂选用聚四氟乙烯（PTFE）和羧甲基纤维素钠（CMC）混合使用，加入适量的去离子水，混合成膏状，将混合好的碳膏均匀的涂敷在铅集流体上，用轧膜机进行辊压成型，在50℃下进行真空烘干，制得负极极片，正极利用PbO₂正极，将正极用隔膜包好，隔膜选玻璃纤维隔膜，按照正负极1：1的比例组成电芯，将电芯浸入1.0～2.0mol/L的H₂SO₄电解液中浸泡2小时，用0.05C的电流进行充电，制成铅碳电池。与实例1相比，实例3所得到的极片容量更高，电池的低温性能更好。