[发明专利]一种含有炭包覆铅复合材料的超级铅酸蓄电池及其制备方法

权利要求书

1.一种含有炭包覆铅复合材料的超级铅酸蓄电池，超级铅酸蓄电池的正极活性物质包括Pb₃O₄，其特征在于该超级铅酸蓄电池的负极中含有炭包覆铅复合材料。

2.根据权利要求1所述的含有炭包覆铅复合材料的超级铅酸蓄电池，其特征在于所述的铅炭复合材料为球状核壳结构炭包覆铅复合材料，所述铅炭复合材料是由水热、炭化工艺制备，具体制备方法包括以下步骤：

（1）将铅盐溶于去离子水中，记为溶液A；

（2）将碱溶于去离子水中，记为溶液B；

（3）将溶液B滴加到溶液A中，搅拌2～3h，然后转入水热反应釜，在160～200℃恒温反应10～12h，除去上层清液，得到产物C；

（4）将有机碳源溶于去离子水中，缓慢加入反应釜中，搅拌2～3h，然后在180～220℃高压反应10～12h，将产物过滤，对滤渣用去离子水和乙醇分别洗涤，80～90℃真空干燥6～8h，得到产物D，铅盐与有机碳源的重量比为1：（0.1～3）；

（5）将产物D在400～600℃下、在氩气气氛下恒温炭化3～8h，自然冷却后得到产物炭包覆铅复合材料；

所述的铅盐为醋酸铅、硝酸铅或其混合物，所述的碱为氢氧化钠、氢氧化钾或其混合物，所述铅盐用量与碱用量的重量比为（5～20）：（2～5），所述的有机碳源选自葡萄糖、蔗糖、吐温60、聚乙烯吡咯烷酮或淀粉。

3.根据权利要求2所述的含有炭包覆铅复合材料的超级铅酸蓄电池，其特征在于所述铅炭复合材料的粒径为0.1～20微米，铅炭重量比为（30～60）:（70～40）。

4.根据权利要求２所述的含有炭包覆铅复合材料的超级铅酸蓄电池，其特征在于：100重量份的负极包含70～88重量份的铅粉、10～25重量份的炭包覆铅复合材料以及2～5重量份的添加剂。

5.根据权利要求4所述的含有炭包覆铅复合材料的超级铅酸蓄电池，其特征在于：添加剂由硫酸钡、腐植酸及木质素磺酸钠组成，重量比为5:3:1。

6.根据权利要求5所述的含有炭包覆铅复合材料的超级铅酸蓄电池，其特征在于100重量份的正极包含30～89.85重量份的铅粉、10～68.85重量份的Pb₃O₄、0.1～0.5重量份的各向异性石墨以及0.05～0.2重量份的纤维。

7.根据权利要求6所述的含有炭包覆铅复合材料的超级铅酸蓄电池，其特征在于隔板采用AGM隔板，电解液采用硫酸浓度为1.0g/cm²～1.4 g/cm²的硫酸；或隔板采用胶体专用隔板，电解液采用含4～8%纳米气相SiO₂的硫酸浓度1.0g/cm²～1.4 g/cm²的胶体硫酸。

8.权利要求1所述的含有铅炭复合材料的铅炭超级铅酸蓄电池的制备方法，其特征在于将铅粉、Pb₃O₄、各向异性石墨、纤维、硫酸和水混合制成正极铅膏，然后涂覆到正极铅板栅上制成超级铅酸蓄电池正极板，在40～70℃、相对湿度为90～99%条件下固化24～72小时，然后在50～80℃、相对湿度为20～40%条件下干燥4～16小时，得到生正极板；

将铅炭复合材料、铅粉、添加剂、硫酸和水混合制成负极铅膏，然后涂覆到负极铅板栅上制成超级电池负极板，在40～70℃、相对湿度为90～99%条件下固化24～72小时，然后在50～80℃、相对湿度为20～40%条件下干燥4～16小时，得到生负极板；将制得的生负极用AGM隔膜包覆，以生正极板为正极，以1.0g/cm²～1.4g/cm²的硫酸作为电解液，组装成超级铅酸蓄电池；或将制得的生负极板与生正极板用胶体专用隔板隔离，以含4～8%重量份纳米气相SiO₂的硫酸浓度为1.0g/cm²～1.4 g/cm²的胶体硫酸为电解液，组装成超级铅酸蓄电池。