无酸铅锂二次电池负极板及其制备方法

文档序号:8341599阅读:172来源:国知局
无酸铅锂二次电池负极板及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及二次电池领域,具体涉及无酸铅锂二次电池负极板及其制备方法。
【背景技术】
[0002]铅酸电池拥有悠久的发展历史。尽管当今各种电池新技术在不断发展,铅酸电池依然凭借其优良的性价比、稳定的电化学性能、成熟的生产工艺及其废旧产品较高的回收利用等优点在二次电池市场中占据首位。
[0003]铅酸电池极板由栅格状的板栅经涂膏、压板、固化后制成,正极板栅的成份一般为Pb-Ca-Sn-Al合金,正极和膏的原料一般由PbO、H2SO4、石墨粉、导电炭黑等添加剂组成。负极板栅的成份一般为Pb-Ca-Sn-Al台金,负极和膏的原料一般由Pb粉、BaS04、H2S04、木质素磺酸钠等添加剂组成,电解液一般为质量分数36%的H2SO4,隔板一般为玻璃纤维。
[0004]铅作为一种高毒性的重金属,可引起严重的环境污染,电解液硫酸也可引起环境的污染,同时还会引起对设备的腐蚀。因此,从环保的角度出发,减少铅酸蓄电池中铅和硫酸用量具有重要意义。
[0005]锂离子电池因其能量密度高、无记忆效应、环境污染小、体积小和自放电率低等优点越来越受到世界各国专家和学者的广泛关注。
[0006]锂离子电池正极材料一般为可嵌过渡金属层状化合物,如LiCo02、LiN12,Li(NixCoyMnz)O^ ;负极材料一般为层状碳材料,包括乙炔黑、Super P、碳纳米管、中间相碳微球等,电解液主要由有机溶剂、电解质锂盐及功能性添加剂构成。
[0007]锂离子电池电解液主要为有机溶剂,从环保和安全角度考虑,应用水系电解液代替有机电解液具有重要意义。

【发明内容】

[0008]本发明要解决的技术问题是提供一种无酸铅锂二次电池负极板,以铝片或铜片为集流体,分析纯PbSO4S电池负极活性物质,PTFE为粘结剂,乙炔黑为导电剂,制成负极板,配以普通锂离子电池LiCoO2E极板,中性水系电解液Li 2S04,组装成无酸铅锂二次电池,与铅酸蓄电池相比共节约75%铅,避免了硫酸对设备的腐蚀,降低锂离子电池有机电解液使用过程中的不安全因素,提高电池的充放电性能,延长电池寿命。同时提供了无酸铅锂二次电池负极板的制备方法及无酸铅锂二次电池。
[0009]本发明通过以下技术方案实现:
无酸铅锂二次电池负极板,所述负极板的集流体采用铝片或铜片,负极活性物质采用PbSO4,粘结剂采用PTFE、导电剂采用乙炔黑。
[0010]本发明进一步改进方案是,所述PbSO4=PTFE:乙炔黑的质量比为8:1:1。
[0011]无酸铅锂二次电池负极板的制备方法,按质量比为8:1:1取PbS04、PTFE、乙炔黑混合研磨均匀,加入无水乙醇和膏,混合均匀后均匀涂布在集流体铝片或铜片上,涂膏量为5?10 mg.cm_2,然后将涂布好的正极板在100°C的真空干燥箱中保持24h烘干,烘干后对其施加1Mpa压力将其压平,即得无酸铅锂二次电池负极板。
[0012]本发明与现有技术相比,具有以下明显优点:
(1)以铝片或铜片代替板栅Pb-Ca-Sn-Al合金,增加极板的硬度,降低极板焊接过程的难度,使用过程中极板不易变形,延长电池的使用寿命;同时配以普通锂离子电池LiCoO2正极板,中性的Li2SO4S电解液,组装成环保的无酸铅锂二次电池,同时降低了铅酸电池中75%铅的使用量,去除了硫酸电解液,有利于保护环境;
(2)负极板活性物质?&504与粘结剂PTFE、导电剂乙炔黑的质量比增加至8:1:1,提高活性材料的用量,单位面积集流体上膏的量提高至5~10 mg.cm_2,可以提高电池的放电比能量。
【具体实施方式】
[0013]实施例1
取10 g分析纯Pbso4S电池负极活性物质,与粘结剂PTFE和导电剂乙炔黑按质量比8:1:1混合,在玛瑙研钵中研磨10 min,加入适量无水乙醇,和膏,使其混合均匀,将其均匀涂布在集流体铝片上,涂膏量为10 mg ^cnT2,将涂布好的负极板在100 °(:的真空干燥箱中保持24 h烘干,施加10 Mpa的压力,将其压平,即得PbSO4无酸铅锂二次电池负极板。
[0014]以该负极板为负极,原锂离子电池LiCoO2正极板为正极,玻璃纤维为隔板,0.5mo 1.171中性的Li #04为电解液,制备电池,I C倍率下,放电比能量不低于120 kWh - kg ^1,为现有铅酸蓄电池放电比能量的3倍,深循环寿命不低于400次。
[0015]实施例2
取10 g分析纯Pbso4S电池活性材料,与粘结剂PTFE和导电剂乙炔黑按质量比8:1:1混合,在玛瑙研钵中研磨10 min,加入适量无水乙醇,和膏,使其混合均匀,将其均匀涂布在集流体铝片上,涂膏量为8 mg ^cnT2,将涂布好的负极板在100 °C的真空干燥箱中保持24h烘干,施加10 Mpa的压力,将其压平,即得PbSO4无酸铅锂二次电池负极板。
[0016]以该负极板为负极,原锂离子电池LiCoO2正极板为正极,玻璃纤维为隔板,0.5mo 1.171中性的Li #04为电解液,制备电池,I C倍率下,放电比能量不低于100 kWh.kg ―1,为现有铅酸蓄电池放电比能量的2.5倍,深循环寿命不低于400次。
[0017]实施例3
取10 g分析纯Pbso4S电池活性材料,与粘结剂PTFE和导电剂乙炔黑按质量比8:1:1混合,在玛瑙研钵中研磨10 min,加入适量无水乙醇,和膏,使其混合均匀,将其均匀涂布在集流体铝片上,涂膏量为5 mg ^cnT2,将涂布好的负极板在100 °C的真空干燥箱中保持24h烘干,施加10 Mpa的压力,将其压平,即得PbSO4无酸铅锂二次电池负极板。
[0018]以该负极板为负极,原锂离子电池LiCoO2正极板为正极,玻璃纤维为隔板,0.5mo 1.171中性的Li #04为电解液,制备电池,I C倍率下,放电比能量不低于100 kWh.kg ―1,为现有铅酸蓄电池放电比能量的2.5倍,深循环寿命不低于400次。
【主权项】
1.无酸铅锂二次电池负极板,其特征在于:所述负极板的集流体采用铝片或铜片,负极活性物质采用Pbso4,粘结剂采用PTFE、导电剂采用乙炔黑。
2.根据权利要求1所述的无酸铅锂二次电池负极板,其特征在于:所述PbSO4=PTFE:乙块黑的质量比为8:1:1。
3.无酸铅锂二次电池负极板的制备方法,其特征在于:按质量比为8:1:1取PbSO 4、PTFE、乙炔黑混合研磨均匀,加入无水乙醇和膏,混合均匀后均匀涂布在集流体铝片或铜片上,涂膏量为5?10 mg κπΓ2,然后将涂布好的正极板在100°C的真空干燥箱中保持24h烘干,烘干后对其施加1Mpa压力将其压平,即得无酸铅锂二次电池负极板。
【专利摘要】本发明公开了一种无酸铅锂二次电池负极板及其制备方法,以铝片或铜片为集流体,PbSO4为负极活性物质,PTFE为粘结剂、乙炔黑为导电剂,制成负极板,配以原锂离子电池LiCoO2正极板为正极,玻璃纤维为隔板,中性的Li2SO4为电解液,组装成无酸铅锂二次电池,可以显著提高电池的充放电性能,延长电池的使用寿命;同时降低了铅酸电池中75%铅的使用量,去除了硫酸电解液,有利于保护环境。
【IPC分类】H01M4-62, H01M4-66
【公开号】CN104659372
【申请号】CN201510081516
【发明人】巩春侠, 方明学, 陈群, 张慧
【申请人】天能集团江苏科技有限公司
【公开日】2015年5月27日
【申请日】2015年2月15日
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