[发明专利]长寿命轻质型复合正极板栅及其制备方法、电极正极极板及其制备方法在审

专利信息
申请号: 202110673456.4 申请日: 2021-06-17
公开(公告)号: CN113394408A 公开(公告)日: 2021-09-14
发明(设计)人: 黄惠;杨溢;董劲 申请(专利权)人: 昆明高聚科技有限公司;昆明理工大学
主分类号: H01M4/73 分类号: H01M4/73;H01M4/66;H01M4/68;H01M4/82;H01M4/14;H01M4/20
代理公司: 北京集佳知识产权代理有限公司 11227 代理人: 张雪娇
地址: 650106 云南省昆*** 国省代码: 云南;53
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摘要:
搜索关键词: 寿命 轻质型 复合 极板 及其 制备 方法 电极 正极
【说明书】:

本发明提供了一种长寿命轻质型复合正极板栅,包括:板栅内芯;包覆于板栅内芯表面的铅合金层;复合于铅合金层表面的α‑PbO2层;复合于α‑PbO2层表面的β‑PbO2层。与现有技术相比,本发明以α‑PbO2相作为中间层与铅合金层相连,β‑PbO2相作为活性层与PbO2为主的活性物质相连,α‑PbO2与β‑PbO2之间依靠梯度氧化相互紧密连接,从而可在提高板栅耐腐蚀性能的同时为板栅与活性材料之间的界面结合提供过渡,从而提升电池的能量密度及循环寿命。进一步,本发明以聚苯胺相作为β‑PbO2膜层的掺杂相,填充进孔洞较多的β‑PbO2膜层中,可进一步提高膜层耐蚀性,提高放电电压,增强蓄电池板栅的功率密度。

技术领域

本发明属于铅酸电池技术领域,尤其涉及一种长寿命轻质型复合正极板栅及其制备方法、电极正极极板及其制备方法。

背景技术

中国仍然处于储能产业化的初级阶段,铅酸电池仍然占领80%左右的市场份额,而充放电循环次数低、能量密度低和功率密度低又是客观存在的问题,其中,电池板栅及活性物质的性能直接影响着相关技术指标。

铅炭电池被誉为下一代铅酸电池,它是在铅酸电池负极中添加碳材料。由于碳材料具有良好的导电性、强酸环境中的化学稳定性、远高于纯铅的比表面积,因此与传统铅酸电池相比,铅炭电池负极硫酸盐化得到了显著抑制,负极活性物质有效利用率得到了显著提高,整体循环寿命和能量密度明显加强。目前铅炭电池是铅酸电池领域最先进的技术,是国际新能源储能行业的重点方向,具有广阔的发展空间。

但作为一种新型的铅酸电池,铅炭电池在享有诸多优势的同时,也存在一些问题。随着负极性能的提升,正负极匹配问题日益凸显。与传统铅酸电池正极相比,铅炭电池正极面临着活性物质的深度充放电并产生极化,板栅循环充放电后发生腐蚀断裂,失去支撑作用而导致活性物质脱落的问题,进而对板栅的耐腐性及寿命提出了更高的要求。而提升寿命及能量的关键在于改进活性二氧化铅材料性能、电池板栅性能及活性材料与板栅之间的界面问题。

公开号为CN107768672A的中国专利公开了一种铅酸电池正极板结构,铅熔射喷覆层包覆固着在正极铝板栅的边框及各栅条全部的粗糙表面上;正活性材料固化体包覆固着在正极铝板栅全部的铅熔射喷覆层表面上,并且正活性材料固化体填满封闭于各栅孔,以形成正极板结构,从而减少铅使用量与环境污染,并且减轻重量达到轻量。然而该正极板结构存在板栅与铅膏的连接性较差,无法提高循环使用寿命的问题。

公开号为CN107732251B的中国专利公开了一种铅炭电池正极板栅的防腐修饰涂层,利用传统铅酸电池在充放电循环过程中,正极极板和铅膏之间形成的天然电化学防腐蚀层,人为预先在正极板栅刻蚀腐蚀层,从而达到提高使用寿命的目的。然而该方法对正极板栅存在破坏性的防腐修饰,虽对电池循环寿命有一定改善,但对电池的能量密度的提升有限。

研发新型正极板栅修饰工艺技术,在减少电池重量的同时,一方面可保护板栅,进一步提高板栅耐腐蚀性,另一方面膜层为板栅与活性材料之间的界面结合提供过渡,从而提升电池的能量密度及循环寿命,是进一步改善目前蓄电池性能亟待解决的问题。

因此,需要一种新的蓄电池正极板栅已解决上述问题。

发明内容

有鉴于此,本发明要解决的技术问题在于提供一种抗腐蚀能力强、与铅膏连接性高且可提高电池容量及深循环使用寿命的长寿命轻质型复合正极板栅及其制备方法、电池正极极板及其制备方法。

本发明提供了一种长寿命轻质型复合正极板栅,包括:

板栅内芯;

包覆于板栅内芯表面的铅合金层;

复合于铅合金层表面的α-PbO2层;

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