一种石墨烯/铅化合物复合材料的制备方法_2

文档序号:8320973阅读:来源:国知局
益效果在于:
[0029] 1)本发明采用的铅化合物复合材料是经过石墨締包覆处理的,使石墨締均匀地包 覆于铅化合物表面,提高了石墨締在铅化合物间的分散性和两者混合的均匀度,同时,本发 明的石墨締/铅化合物复合材料与石墨締直接和铅粉混合形成的材料相比,具有更强的结 合力,故采用本发明的石墨締/铅化合物复合材料制成的极板,具有非常好的机械强度,而 且也大大提高了石墨締与铅化合物的有效接触面积。
[0030] 2)包覆在铅化合物上的石墨締对极板有缓冲电流的作用,在其间形成的石墨締导 电网络结构,大大地提高了材料的导电性能,可W提高硫酸铅和铅的转化效率,很好地抑制 大颗粒的硫酸铅出现。
[0031] 3)用本发明制备的石墨締/铅化合物复合材料将石墨締包覆在铅化合物表面用 于铅酸电池负极,使得将碳负极和铅负极进行了 "内并",更好地发挥电容性和电池性,形成 双性负极,有着超级电池的特点。此外,在充电过程中,碳材料的加入会使电池提前析氨,而 加入的析氨抑制剂主要是减少电池在充电过程中的析氨,该样才可W保证石墨締的性能得 W发挥,抑制电解液的干涧,延长电池的寿命。
[0032] 4)采用本发明制备的石墨締/铅化合物复合材料用作添加剂加入到铅酸电池正 负极电极材料中制得的电池的质量比容量、质量比功率、铅粉的利用率W及充放电性能和 循环性能都有明显提高。
【附图说明】
[0033] 图1为本发明第一种制备方法的流程示意图;
[0034] 图2为本发明第二种制备方法的流程示意图。
【具体实施方式】
[0035] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,W下结合附图及实施例对 本发明进行进一步详细说明:
[0036] 实施例1
[0037] 本实施例所示的制备方法主要包含W下步骤(请阅图1):
[003引 (1)哈默斯化ummers)法制备氧化石墨締
[0039] 将浓H2SO4 (69毫升)加入石墨片(3.0克,1重量当量)和NaN〇3 (1.5克,0.5重量 当量)的混合物中,将所得混合物冷却至〇°C。分批缓慢加入画11〇4化0克,3重量当量), 反应温度保持低于20°C。将反应混合物温热至35°C,揽拌30分钟,此时缓慢加水(138毫 升),大量放热至98°C。引进外部加热,使反应温度在98°C保持15分钟,然后用水浴冷却反 应混合物10分钟。然后加入更多的水(420毫升)和30% &〇2 (3毫升),再次放热。空气 冷却之后,纯化所得1. 2克黑色固体混合物,即为氧化石墨締。根据需要可W制备不同重量 的氧化石墨締。
[0040] (2)废电池铅膏脱硫
[0041] 100. 0克的废电池铅膏加入到(畑山哪溶液中,W 45化/min的揽拌速度常温磁力 揽拌反应4小时。(畑4) 2CO3与化SO 4的摩尔比为2: 1,蒸馈水用量500克,(NH 4) 2CO3用量32 克,固液比为1: 5。脱硫反应之后进行过滤和洗漆,得到滤饼,在100°C下干燥过夜,制得脱 硫的废电池铅膏。
[0042] (3)球磨法混合制备氧化石墨締/铅化合物复合材料
[0043] 取一定量的氧化石墨締加入一定量的脱硫的废电池铅膏,氧化石墨締和脱硫的废 电池铅膏的投料比为1:100,在球磨机中W 3000r/min的速度球磨2小时即得氧化石墨締/ 铅化合物复合材料。根据需要,铅化合物除了采用脱硫的废电池铅膏外,还可W采用二氧化 铅、氧化铅、硫酸铅等。铅化合物和氧化石墨締的投料质量比可W为20~100 ;0. 1~1,最 好投料质量比为30~60 ;0. 3~0. 6。具体可W采用下表1所列的配比:
[0044] 表 1
[0045]
【主权项】
1. 一种石墨締/铅化合物复合材料的制备方法,其包括如下步骤: 步骤1;将铅化合物和氧化石墨締进行水热反应混合或球磨混合,得到氧化石墨締/铅 化合物复合材料; 步骤2 ;将所述的氧化石墨締/铅化合物复合材料还原成石墨締包覆的铅粉复合材料。
2. 如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述铅化合物、氧化石墨締的投料质量 比为20~100 ;0. 1~1。
3. 如权利要求2所述的制备方法,其特征在于,所述铅化合物、氧化石墨締的投料质量 比为30~60 ;0. 3~0. 6。
4. 如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,通过加入还原剂和去离子水或者采用 高温还原使氧化石墨締/铅化合物复合材料还原成石墨締/铅化合物复合材料。
5. 如权利要求4所述的制备方法,其特征在于,所述的还原剂为水合阱、棚氨化钢、葡 萄糖、巧樣酸钢、己二胺、抗坏血酸、氨舰酸、k半脱氨酸中的至少一种。
6. 如权利要求5所述的制备方法,其特征在于,所述还原剂、氧化石墨締复合材料、去 离子水的投料质量比为0. 5~10 ; 10~100 ; 100~1000。
7. 如权利要求6所述的制备方法,其特征在于,所述还原剂、氧化石墨締复合材料、去 离子水的投料质量比为1~6 ;20~60 ;200~600。
8. 如权利要求4所述的制备方法,其特征在于,在惰性保护气体氛围下进行所述的高 温还原,所述的惰性保护气体为氮气、氮气、氛气、氣气、氯气、氣气中的至少一种,还原温度 为200~600°C,恒温反应0. 5~12h。
9. 如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述的铅化合物为二氧化铅、氧化铅、 硫酸铅或脱硫的废电池铅膏的一种。
10. 如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述的氧化石墨締采用哈默斯法或者 改进的哈默斯法制备。
【专利摘要】本发明公开了一种用于电池生产的石墨烯/铅化合物复合材料的制备方法。其首先将铅化合物和氧化石墨烯进行水热反应混合或球磨混合,得到氧化石墨烯/铅化合物复合材料;然后再将制得的氧化石墨烯/铅化合物复合材料还原制得石墨烯/铅化合物复合材料。采用本法制备的石墨烯/铅化合物复合材料,不仅避免了石墨烯的团聚,实现了石墨烯和铅化合物的均一分散,并且两者能够实现均一的混合,将其用作铅酸电池的高效添加剂,可显著提高电池的充电接受能力和HRPSoC循环寿命。
【IPC分类】B82Y40-00, H01M4-38, C01B31-04
【公开号】CN104638248
【申请号】CN201510052229
【发明人】高鹏然, 张农华, 彭斌
【申请人】深圳市雄韬电源科技股份有限公司
【公开日】2015年5月20日
【申请日】2015年1月30日
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