[发明专利]一种高容量长寿命铅碳电池负极及制作方法

摘要

本发明提供了一种高容量长寿命铅碳电池负极及制作方法，其中涉及到一种聚苯胺/石墨烯复合材料的制备方法，并将其应用于铅碳电池负极中。首先将石墨烯的酸性溶液进行超声处理得到石墨烯分散液，然后将苯胺加入到石墨烯分散液中，在冰浴条件下搅拌均匀再加入过硫酸铵的酸性溶液，继续搅拌12～26h，离心、干燥，得到聚苯胺/石墨烯复合材料。该聚苯胺/石墨烯复合材料用作铅碳电池的负极添加剂，可以提高负极板的导电性，抑制铅负极硫酸盐化，显著提高铅碳电池的HRPSoC循环寿命和负极活性物质利用率。聚苯胺/石墨烯复合材料可以起到分流和缓冲大电流的作用，显著提高铅碳电池的充电接受能力。本发明工艺简单、操作方便、生产成本低，易于规模化生产。

主权项

一种高容量长寿命铅碳电池负极的制作方法，其特征在于：(1)一种高容量长寿命铅碳电池负极的组分及其质量配比为：铅粉65％～85％、聚苯胺/石墨烯复合材料0.1％～2％、硫酸钡0.5％～1％、硫酸5％～9％、腐殖酸0.2％～1％、短纤维0.05％～2％、木素0～1.2％和水9％～13％；其中：所述铅粉的氧化度为70％～77％；所述聚苯胺/石墨烯复合材料是以石墨烯和苯胺为原料通过化学原位聚合法合成的聚苯胺纳米线阵列负载在石墨烯的表面(以下简称：聚苯胺纳米线阵列@石墨烯)；所述硫酸的密度为1.1‑1.49g/cm3；所述短纤维为尼龙、腈纶或涤纶其中的一种或几种；(2)按照第(1)步所述质量配比将上述铅粉、硫酸钡、腐殖酸、短纤维、木素倒入烧杯中干搅5～10min，得到混合物A；(3)按照第(1)步所述质量配比将聚苯胺纳米线阵列@石墨烯分散在去离子水中，搅拌3～10min，得到混合物B；(4)将上述混合物A加入到混合物B中，搅拌5～15min，得到混合物C；(5)在上述混合物C中加入按照第(1)步所述质量配比的硫酸(在5min之内加完)，搅拌5～25min，并控制混合物的温度不超过60℃；(6)将所述经硫酸处理后的混合物搅拌均匀并控制铅膏的视密度为3.5～4.5g/ml(铅膏视密度通过去离子水的用量控制)，得到铅碳电池负极铅膏；(7)将制备好的铅膏均匀涂覆在负极板栅上，制成负极板，涂膏质量为10～20g；(8)将上述制备的负极板在湿度为50～100％，温度为30～70℃条件下固化处理24～60h，然后在40～70℃温度下干燥15～30h。