[发明专利]一种集流体在铅炭电池或铅酸电池中的应用

说明书

本发明涉及一种集流体在铅炭电池或铅酸电池中的应用，可显著地增加电极板栅表面的粗糙度，有利于减小活性物质与板栅的接触电阻，提高活性物质担量，提升电池的功率密度与能量密度和电池的寿命。

技术领域

本发明涉及一种集流体在铅炭电池或铅酸电池中的应用

背景技术

铅炭电池是一种电容型铅酸电池，是从传统的铅酸电池演进出来的技术，它是在铅酸电池的负极中加入了活性碳，能够显著提高铅酸电池的寿命。铅炭电池的结构主要包括内混型铅炭电池与内并型铅炭电池，内混型铅炭电池是将活性炭混合在铅膏中发挥其导电性与电容性，内并型铅炭电池是在铅酸电池负极并联活性碳负极板，利用活性碳的电容性抵抗大电流充放电的冲击，进而提升电池寿命。现有的铅酸电池集流体主要由铅合金组成，传统铅酸电池在化成过程后，铅膏可以与集流体紧密的结合，天然的避免了接触电阻过大的问题。一旦在铅膏中添加活性碳，或仅使用活性碳作为活性物质涂敷于集流体表面时，活性碳与传统铅酸电池的集流体就会产生较大的接触电阻，接触电阻过大会阻碍活性碳发挥其电容性能，甚至加剧电池硫酸盐化进程，缩短电池寿命。因此能否研制出表面粗糙度较高，利于铅碳电池碳负极使用的新型板栅成为了科学界的一个挑战。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明设计一种微观三维结构的集流体，具有优良的导电性。

为达到上述目的，采用的具体技术方案如下：

一种集流体在铅炭电池或铅酸电池中的应用，集流体通过如下过程制备而成，

1)将金属铅的平板或板栅通过除油去杂清洗干净；

2)电源正极和负极分别连接步骤1)处理后的平板或板栅，在电流密度1-20A/dm³的条件下进行阳极氧化，电解液为密度为1.01g/ml-1.8g/ml的硫酸水溶液，阳极氧化时间为1分钟-5小时；

3)取出连接正极的平板或板栅，在温度10-100℃的糖碱水溶液中浸泡5分钟-1小时，后取出清洗、干燥；其中糖碱水溶液为氢氧化钠和葡萄糖的水溶液，氢氧化钠在水溶液中的质量百分数为0.1-10％，葡萄糖在水溶液中的质量百分数为0.01-1％；

4)将电极浆料涂敷于步骤3)的平板或板栅上下表面，电极活性物质担载量为0.1g/cm²-10g/cm²。

当应用于铅炭电池时，步骤4)的电极浆料为活性炭、导电碳和粘结剂的混合物，三者的质量比为85-50：45-5：10-5。

当应用于铅酸电池时，步骤4)的电极浆料为正极电极浆料为氧化铅和硫酸铅的混合铅膏，其中正极铅膏氧化铅与硫酸铅的质量比为95-70:30-5，负极电极浆料为海绵铅和硫酸铅的混合铅膏，负极铅膏中海绵铅与硫酸铅质量比为90-70:30-10。

除油去杂清洗干净具体过程为：将金属铅的平板或板栅浸泡于质量深度不低于5％稀硝酸溶液中5分钟-2小时；将浸泡后用去水清洗干净。

发明技术方案带来的有益效果

显著地增加了电极板栅表面的粗糙度，有利于减小活性物质与板栅的接触电阻，提高活性物质担量，提升电池的功率密度与能量密度和电池的寿命。

附图说明

图1:阳极氧化处理前板栅微观形貌。

图2：阳极氧化20分钟后板栅微观形貌。

图3：阳极氧化20分钟后板栅组装内并型小电池寿命测试结果。

图4：普通铅酸电池寿命测试结果。

图5:阳极氧化1小时后板栅微观形貌。

图6：阳极氧化1小时后板栅组装内并型小电池寿命测试结果。