[发明专利]一种抑制析氢的铅酸蓄电池负极材料

说明书

本发明涉及铅酸蓄电池技术领域，为解决现有铅碳电池中负极析氢过电位低，电池过充电和大电流放电时失水问题，提供了一种抑制析氢的铅酸蓄电池负极材料，以铅粉总质量为基准，所述添加剂由以下质量百分含量的组分组成：硫酸2~5%，木素0.05~0.5%，短纤维0.1~0.3%，硫酸钡0.3~2%，改性活性炭0.1~3%，碳黑0~0.5%，水余量。本发明通过在碳材料表面负载析氢电位高的材料，使得覆盖碳材料表面易析氢的基团，实现提高碳材料整体的析氢电位，可以显著提高电池的循环寿命，抑制析氢，具有很好的实用价值，而且制备方法简单。

技术领域

本发明涉及铅酸蓄电池技术领域，尤其涉及一种抑制析氢的铅酸蓄电池负极材料。

背景技术

目前，阀控式铅酸蓄电池因制备工艺成熟、性能稳定等优点而广泛应用于电动车、四轮电动车以及其他很多方面。阀控式铅酸蓄电池是由正极板、负极板、隔板以及电解液等组装而成。为了提高负极活性物质的导电性和循环寿命等，往往负极中添加各种碳材料制备成铅碳电池。大量实验证明，铅碳电池的循环寿命远远优于普通的阀控式铅酸电池，但是负极中碳材料的加入往往会降低负极的析氢过电位，导致在过充电和大电流充电时会使失水量增加，为此，提高铅碳负极的析氢过电位，减少析氢量一直是困扰技术人员的一个难题。

中国专利文献上公开了“一种抑制析氢的铅酸蓄电池负极铅膏及制备方法”，其公告号为CN 103337624 A，该发明通过按配比在负极铅膏中添加一定的含锌化合物和不同类型的碳，改善铅负极材料的粒径大小及微观结构，负极铅膏中锌化物的掺杂可使铅酸蓄电池负极的析氢电位更负，增加析氢难度，减少氢气析出。但是，该负极铅膏中所掺杂含锌化合物存在着分布不均，不能很好地与碳材料相结合，不能有效地改善析氢。

发明内容

本发明为了克服现有铅碳电池中负极析氢过电位低，电池过充电和大电流放电时失水的问题，提供了一种分散性好、提高碳材料整体的析氢电位的抑制析氢的铅酸蓄电池负极材料。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种抑制析氢的铅酸蓄电池负极材料，包括铅粉和添加剂，以铅粉总质量为基准，所述添加剂由以下质量百分含量的组分组成：硫酸2~5%，木素0.05~0.5%，短纤维0.1~0.3%，硫酸钡0.3~2%，改性活性炭0.1~3%，碳黑0~0.5%，水余量。

作为优选，所述改性活性炭为活性炭负载氧化铈和/或活性炭负载氧化锌，其中活性炭表面所负载的氧化铈或氧化锌的粒径为微米级。

本发明通过将活性炭改性制得的活性炭负载氧化铈和/或活性炭负载氧化锌复合材料添加到铅酸蓄电池负极材料中，能够较为稳定地抑制析氢，原理如下：铅酸蓄电池负极的活性物质是铅，在和膏中加入碳材料，而碳材料的析氢电位比负极活性物质铅的析氢电位低很多，故铅碳电池的析氢比较严重。而在和膏时将一些析氢电位高的材料添加到铅粉中，机械的混合，这种方法存在两种情况，一种是析氢电位高的材料可能在铅粉中混合不均匀，第二种是析氢电位高的材料和碳材料不是聚集在一起，那么碳材料的析氢电位本身还是比较低。上述方法不能很好的改善析氢，本发明将高析氢电位的材料氧化铈或氧化锌负载在碳材料（活性炭）表面，通过覆盖住碳材料表面一些易析氢的基团，实现提高碳材料整体的析氢电位。木素可以显著提高电池的低温容量和循环寿命，短纤维为聚酯纤维。

作为优选，所述铅粉的氧化度为65~80%。

作为优选，所述硫酸钡的粒径≤3000目。

作为优选，所述改性活性炭的比表面积为1000~1500g/cm³，粒径为10~100μm。