专利名称：一种铅炭超级电池负极制备工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种铅炭超级电池负极制备工艺，属于化学电源领域。能应用于混合动力电动车、电动工具、新能源储能等领域的铅蓄电池。
背景技术：
近年来随着环境污染和能源危机的加剧，新能源产业日益受到人们的关注。特别是电动汽车(包换纯电动和混合动力汽车)，以及风力、太阳能等新能源发电系统成为目前热点研究领域，而其中电池技术成为其中重点研究对象。近年来人们将具有高比表面积的炭材料(包括活性炭、乙炔黑、炭黑、石墨等)加入到铅酸电池负极中去，将超级电容器与铅 酸电池的性能进行内集成，研制出铅炭超级电池。铅炭超级电源结合了电池和电容器的优点，在化学电源领域有望成为一项革命性的研究成果。在美国己被奥巴马政府列入《下一列电动车和电池计划》。但是所用的炭材料密度小、比表面积大，与制作铅酸负极的主要原材料密度大、比表面积小的铅粉存在很大差异，采用现有和膏工艺，两者很难分散均匀。如果炭材料分散不均匀，不仅无法将超级电容特性结合到电池中去，还会导致充放电过程中，特别是大电流充放电过程电流分布不均，增加电池极化，还会造成电池自放电加速，造成电池性能下降，循环寿命减短。
发明内容
本发明所要解决的技术问题提供一种铅炭超级电池负极的生产工艺，使炭材料均匀分布到铅酸负极中，实现超级电特性与电池性能的有机结合。为此，本发明采用以下技术方案一种铅炭超级电池负极制备工艺，它将炭材料粉末单独在水中经高速搅拌分散均匀，再与铅粉和其它负极添加剂混合、分散均匀。所述炭材料中包括活性炭。所述炭材料粉末中包括活性炭。或者,所述炭材料粉末中还包括乙炔黑、炭黑、石墨中的至少一种。或者，所述炭材料粉末中包括乙炔黑、炭黑、石墨中的至少一种。进一步地，本发明可包括以下步骤I)、炭材料粉末于水溶液中高速搅拌均匀；2)、将分散好的炭材料悬浮液加入和膏机中，投入炭材料粉末以外的其它常规负极添加剂，搅拌均匀；3)、再向和膏机投入铅粉，搅拌均匀；4)、边搅拌边加入硫酸，搅拌均匀，搅拌过程中适当添加水量，控制铅膏视密度。或者，本发明可包括以下步骤I)、将铅粉、炭材料粉末以外的其它负极添加剂投入和膏机，搅拌均匀；2)、炭材料粉末于水溶液中高速搅拌均匀；
3)、将分散好的炭材料粉末悬浮液加入和膏机中，搅拌均匀；4)、边搅拌边加入硫酸，搅拌均匀，搅拌过程中适当添加水量，控制铅膏视密度。由于采用本发明的技术方案，本发明可有效将炭材料粉末分散到铅膏中，制作的电池自放电明显减小，大电流循环寿命明显提升。
图I为本发明实施例I和2的循环寿命侧视图。
具体实施例方式结合以下实施例对本发明作进一步说明，实施例中炭材料粉末采用比表面积为 2800m2/g, D50=4 μ m的活性炭。以下份数为重量份。实施例II、活性炭2份，加入15份水，高速搅拌机3000转/分钟搅拌10分钟；2、将分散好的活性炭悬浮液加入和膏机中，再加入其它负极添加剂，其它负极添加剂为I. 4份硫酸钡、O. 5份木质素磺酸钠、O. 5份腐植酸、O. I份短纤维，搅拌5分钟；3、加入100份铅粉，搅拌5分钟；4、加入6份密度为I. 40g/cm3的硫酸，搅拌10分钟制成铅膏，搅拌过程中适当添加水量，控制铅膏视密度4. 0±0. 1，铅膏温度小于45°C。实施例2I、和膏机中，加入炭材料粉末以外的其它负极添加剂1. 4份硫酸钡、O. 5份木质素磺酸钠、O. 5份腐植酸、O. I份短纤维，并加入100份铅粉，搅拌5分钟；2、活性炭2份，加入15份水，高速搅拌机3000转/分钟搅拌10分钟；3、将分散好的活性炭悬浮液加入和膏机中，搅拌5分钟。4、加入6份密度为I. 40g/cm3的硫酸，搅拌10分钟制成铅膏，搅拌过程中适当添加水量，控制铅膏视密度4. 0±0. 1，铅膏温度小于45°C。将按上述方法生产的铅膏涂布于板栅上制作负极板，正极板按正常生产工艺，然后组装、灌酸、活化生产阀控式密封铅酸蓄电池，生产出10小时率标称容量为75Ah的电池，同时与原有生产工艺制作的电池进行对比，每种电池2只电池，参照《YDT799-2010通信用阀控式密封铅酸蓄电池》标准对电池容量保存率进行测试。具体结果见表1，A1、A2为负极铅膏采用实施例I制作的铅膏生产的炭铅电池，B1、B2为负极铅膏采用实施例2制作的铅膏生产的炭铅电池，Cl、C2为负极铅膏采用按原有生产工艺制作的铅膏生产的炭铅电池。可以看出采用原生产工艺制作的电池容量保存率指标达不标准要求(标准要求不小于96%)，而本发明这种先将炭在水中进行预分散再进行和膏的方式制作的电池，自放电明显减小，电池容量保存率指标超过标准要求。并且大电流循环寿命提升明显，见图I。表I.不同方案电池容量保存率
Al I A2 I BI I B2ClC2
98.4% 97.8% 99. 1% 98.0% 75.0% 68. 7%
权利要求
1.一种铅炭超级电池负极制备工艺，其特征在于它将炭材料粉末单独在水中经高速搅拌分散均匀，再与铅粉和其它负极添加剂混合、分散均匀。所述炭材料中包括活性炭。
2.如权利要求I所述的一种铅炭超级电池负极制备工艺，其特征在于所述炭材料粉末中包括活性炭。
3.如权利要求I所述的一种铅炭超级电池负极制备工艺，其特征在于所述炭材料粉末中包括乙炔黑、炭黑、石墨中的至少一种。
4.如权利要求2所述的一种铅炭超级电池负极制备工艺，其特征在于所述炭材料粉末中还包括乙炔黑、炭黑、石墨中的至少一种。
5.如权利要求1、2、3或4所述的一种铅炭超级电池负极制备工艺，其特征在于它包括以下步骤 1)、炭材料粉末于水溶液中高速搅拌均匀； 2)、将分散好的炭材料粉末悬浮液加入和膏机中，投入炭材料粉末以外的其它常规负极添加剂，搅拌均匀； 3)、再向和膏机投入铅粉，搅拌均匀； 4)、边搅拌边加入硫酸，搅拌均匀，搅拌过程中适当添加水量，控制铅膏视密度。
6.如权利要求1、2、3或4所述的一种铅炭超级电池负极制备工艺，其特征在于它包括以下步骤 1)、将铅粉、炭材料粉末以外的其它负极添加剂投入和膏机，搅拌均匀； 2)、炭材料粉末于水溶液中高速搅拌均匀； 3)、将分散好的炭材料粉末悬浮液加入和膏机中，搅拌均匀； 4)、边搅拌边加入硫酸，搅拌均匀，搅拌过程中适当添加水量，控制铅膏视密度。
全文摘要
本发明题提供了一种铅炭超级电池负极的生产工艺，使炭材料均匀分布到铅酸负极中，实现超级电特性与电池性能的有机结合。所述发明提供了一种铅炭超级电池负极制备工艺，它将炭材料粉末单独在水中经高速搅拌分散均匀，再与铅粉和其它负极添加剂混合、分散均匀。所述炭材料中包括活性炭。可以看出采用原生产工艺制作的电池容量保存率指标达不标准要求(标准要求不小于96%)，而本发明这种先将炭在水中进行预分散再进行和膏的方式制作的电池，自放电明显减小，电池容量保存率指标超过标准要求。并且大电流循环寿命提升明显。
文档编号H01M4/16GK102867942SQ201210375188
公开日2013年1月9日 申请日期2012年9月29日 优先权日2012年9月29日
发明者丁平, 陈建, 吴贤章, 相佳媛, 孔德帅 申请人:浙江南都电源动力股份有限公司, 杭州南都电池有限公司, 杭州南都能源科技有限公司