[发明专利]一种聚苯胺和稀土共同修饰铅蓄电池负极板的方法

说明书

本发明公开了一种聚苯胺制备和修饰铅蓄电池负极板的方法，以二氧化铅为氧化剂在硫酸溶液中将苯胺氧化并发生聚合反应制得聚苯胺，得到聚苯胺与铅粉混合，得到聚苯胺分散的铅膏物料，得到的铅膏物料作为蓄电池负极活性物料的原料涂覆在负极板栅上，经过涂填与固化干燥，制备得到聚苯胺改性的负极生极板，负极生极板在含有稀土离子的硫酸水溶液为化成液进行电化学化成，在电化学化成过程中，在负极生极板上的铅化合物转变为海绵状铅的同时，可变价稀土离子RE³⁺在阴极发生还原反应生成稀土低价物质RE²⁺，生成的稀土低价物质对负极板的负极板栅和负极活性物质进行进一步修饰，实现聚苯胺和稀土协同修饰负极材料，改善铅蓄电池负极板性能。

技术领域

本发明属于材料制备技术领域，特别是属于铅蓄电池负极板制备技术领域和铅碳电极材料制备技术领域，具体涉及一种聚苯胺和稀土共同修饰铅蓄电池负极板的方法。

背景技术

铅蓄电池

铅蓄电池具有结构简单、使用方便、性能可靠、价格较低等优点，因此在国民经济各部门得到广泛应用，一直是化学电源中产量大、应用范围广的产品，随着新材料和新技术的研发和应用，铅蓄电池的各项性能有了大幅度提高，新型铅蓄电池在一些特殊应用领域的优势更加显现，作为电动助力车、特种电动车、新型汽车电源，近阶段仍是主流电源。但是，目前市场使用的功率型铅蓄电池在大电流放电的特性，特别是低温下大电流放电的特性跟碱性蓄电池相距甚远，铅蓄电池的使用寿命有限。

铅蓄电池的工作原理是利用电化学原理实现物质和能量转化，电极和电解质的界面反应特性是影响蓄电池性能的核心和本质所在。因此，对于铅蓄电池，其功能电极的研发、性能优良的电解质的使用以及电极与电解质的匹配优化是新型铅蓄电池研发中极其重要的关键问题。

构成单体铅蓄电池的基本部件和材料包括：负极板、负极板、硫酸溶液、隔板、蓄电池槽等。

铅蓄电池负极板是构成单体铅蓄电池的重要部件。铅蓄电池负极板是由负极板栅和负极活性物质组成。负极板/电解液界面的特性，特别是负极板栅/电解液界面和负极活性物质/电解液界面是影响电池性能的重要因素。一般情况下，负极板栅的寿命是影响负极板使用寿命的主要影响因素，活性物质的微观结构和形貌是影响电池活性物质利用率、电极导电性和使用寿命的又一重要参数。

铅蓄电池负极板的组成

铅蓄电池负极板主要由负极板栅和负极活性物质的组成，其主要作用分别为负极板栅和负极活性物质的作用。

铅蓄电池负极板栅主要作用

铅蓄电池负极板栅的主要作用有：

(1) 集电流骨架: 负极板栅是电极的集电骨架，起传导、汇集电流并使电流分布均匀，提高负极活性物质的利用率；

(2) 负极活性物质的支撑载体: 负极板栅通过边框和筋条对负极活性物质起支撑的作用。

铅蓄电池负极活性物质的主要作用

铅蓄电池负极活性物质的主要作用：

(1) 参加电化学反应，充电期间非导电性硫酸铅转化为导电性海绵状铅；放电期间导电性海绵状铅转化为非导电性硫酸铅。

(2)负极活性物质为多孔活性物质，部分导电性的海绵状铅活性物质不参加电化学反应，作为提供反应点到板栅导的电通路，而仅仅用来维持结构完整及导电性能良导体。

因此，铅蓄电池负极板的活性物质有以下要求：析氢电位高，耐蚀性好，导电性好，可通过大电流。

铅蓄电池负极板的组成

铅蓄电池负极板主要由负极板栅和负极活性物质的组成，其主要作用分别为负极板栅和负极活性物质的作用。

铅蓄电池负极板栅主要作用