专利名称：一种铅碳蓄电池用负极铅膏的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种蓄电池负极铅膏的制备方法，尤其涉及一种具有高比容量，超稳定的循环性能，使用寿命长的铅碳蓄电池用负极铅膏及其制备方法。
背景技术：
人类进入21世纪后，面临环境与资源两大挑战，自然资源日趋枯竭，碳氧化物排量与日俱增，特别是交通运输的尾气排放对温室效应造成了不可低估的影响。人类直面保护环境与合理利用资源两大亟待解决的问题。向电动车时代靠拢，发展“绿色交通”，尾气零排放、无污染、无噪音的电动车辆有着广阔发展前景。
电动车辆的核心是作为动力的电源，铅酸蓄电池由于技术成熟，价格较低而易于普及，被广泛用来作为电动自行车、电动摩托车的动力来源。超级蓄电池作为车辆的动力电源是当前技术层面上的突破，所谓“超级电池”，是将超级电容器与铅酸电池的并联使用 (“外并”)，进化为“内并”就是将双电层电容器的高比功率、长寿命的优势融合到铅酸电池中，在保持“外并”提高功率、延长电池寿命优点的同时，又能简化电路，提高比能量，并降低总费用。
为实现这些目的，国内外专家考虑在蓄电池负极中加炭来改善和提高铅酸蓄电池作为动力电池和储能电池的应用，并逐渐提出超级电池的概念，设计制造具有超级电容器功能的蓄电池。
虽然负极中加大炭含量，大大延长了铅酸蓄电池在HRPSoC运行时的使用寿命并且其性能已和镍氢电池的性能相近，但是在深循环过程以及作为储能电池用时负极中的炭容易膨胀脱落，结合力较差，高低温环境中的循环性能较差，并且出现严重的硫酸盐化问题。发明内容
本发明的目的是提供一种铅碳蓄电池用负极铅膏的制备方法，该负极铅膏可提高负极活性物质的孔率和利用率、比电容、电化学性的稳定性，可提高蓄电池的综合性能，以适应作为动力电源和储能电源的要求。
为了实现上述目的，本发明提供的一种铅碳蓄电池用负极铅膏的制备方法包括如下步骤步骤I，制备载铅碳凝胶按质量份计，将醋酸铅1-3份溶解于乙二醇中，以间苯二酚50-80份及糠醛150-200份为反应单体，加入交联剂4-8份，搅拌均匀后于60-70°C下密闭反应5-8天，然后在70_90°C 下两倍大气压下干燥3-5小时，得到载铅有机气凝胶，将载铅有机气凝胶置于管式炉中在惰性气氛中高 温炭化得到载铅碳气凝胶；步骤2，配比负极铅膏的原材料按如下物质质量百分比配比负极铅膏的原材料铅粉60-85%上述制备的载碳气凝胶 10-35%乙炔黑2-3%钙盐O. 5-1%聚酯纤维O. 5-1%腐植酸2-3% ；步骤3，混料和膏将上述负极铅膏的原材料干混20-40分钟，加入固体原料总重量15-20%的去离子水搅拌1-2小时，边搅拌边以喷淋状加入固体原料总重量8-10%的密度为1. 31-1. 35g/cm3的硫酸溶液，继续搅拌2-3小时，控制和膏温度为55-65°C，当温度降至40°C以下后出膏，得到铅炭蓄电池用负极铅膏。
其中，步骤2中所述钙盐优选为硫酸钙。
其中，步骤I中所述交联剂优选为二乙胺基丙胺。
本发明还提供了一种上述方法制备的铅碳蓄电池用负极铅膏。
本发明制备的铅炭蓄电池用负极材料，采用载铅碳气凝胶作为铅碳蓄电池用负极材料的主料，采用了特定配料，因此在改变了铅炭物理混合不理想造成的电化学性能不佳及负极铅膏易脱落导致的电池循环寿命短的情况下，具备较高活性物质利用率，用于铅碳蓄电池时，具有高比容量，超稳定的循环性能，使用寿命长。
具体实施方式
实施例一制备载铅碳凝胶按质量份计，将醋酸铅I份溶解于乙二醇中，以间苯二酚50份及糠醛150份为反应单体，加入交联剂二乙胺基丙胺4份，搅拌均匀后于60°C下密闭反应5天，然后在70°C下两倍大气压下干燥5小时，得到载铅有机气凝胶，将载铅有机气凝胶置于管式炉中在惰性气氛中高温炭化得到载铅碳气凝胶。
配比负极铅膏的原材料按如下物质百分比配比负极铅膏的原材料铅粉60%上述制备的载碳气凝胶33%乙炔黑3%硫酸钙1%聚酯纤维1%腐植酸2%。
混料和膏将上述固体原料放入和膏机内干混20分钟，加入固体原料总重量15%的去离子水搅拌 I小时，边搅拌边以喷淋状加入固体原料总重量8%的密度为1. 31g/cm3的硫酸溶液，继续搅拌2小时，控制和膏温度为55°C，当温度降至40°C以下后出膏，得到铅炭蓄电池用负极铅膏。
实施例二制备载铅碳凝胶按质量份计，将醋酸铅3份溶解于乙二醇中，以间苯二酚80份及糠醛200份为反应单体，加入交联剂二乙胺基丙胺8份，搅拌均匀后于70°C下密闭反应5天，然后在90°C下两倍大气压下干燥3小时，得到载铅有机气凝胶，将载铅有机气凝胶置于管式炉中在惰性气氛中高温炭化得到载铅碳气凝胶。
配比负极铅膏的原材料按如下物质质量百分比配比负极铅膏的原材料铅粉85%上述制备的载碳气凝胶10%乙炔黑2%硫酸钙0. 5%聚酯纤维0. 5%腐植酸2%。
混料和膏将上述固体原料放入和膏机内干混40分钟，加入固体原料总重量20%的去离子水搅拌 2小时，边搅拌边以喷淋状加入固体原料总重量10%的密度为1. 35g/cm3的硫酸溶液，继续搅拌3小时，控制和膏温度为65°C，当温度降至40°C以下后出膏，得到铅炭蓄电池用负极铅膏。
比较例按如下物质质量百分比配比负极铅膏的原材料铅粉85%活性碳10%乙炔黑2%硫酸钙0. 5%聚酯纤维0. 5%腐植酸2%。
其他步骤同实施例二。
应用实施例一、二和比较例的负极铅膏组装成的阀控式密封铅酸蓄电池进行性能测试，在测试温度为35°C下进行电性能测试，经测试该实施例一和二的的材料与比较例的材料相比，首次放电比容量提升了 70-80%以上，循环寿命提高了 2倍以上。
以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。
权利要求
1.一种铅碳蓄电池用负极铅膏的制备方法，其特征在于，包括如下步骤 步骤I，制备载铅碳凝胶 按质量份计，将醋酸铅1-3份溶解于乙二醇中，以间苯二酚50-80份及糠醛150-200份为反应单体，加入交联剂4-8份，搅拌均匀后于60-70°C下密闭反应5-8天，然后在70_90°C下两倍大气压下干燥3-5小时，得到载铅有机气凝胶，将载铅有机气凝胶置于管式炉中在惰性气氛中高温炭化得到载铅碳气凝胶； 步骤2，配比负极铅膏的原材料 按如下物质质量百分比配比负极铅膏的原材料 铅粉60-85% 上述制备的载碳气凝胶 10-35% 乙炔黑2-3% 钙盐O. 5-1% 聚酯纤维O. 5-1% 腐植酸2-3% ； 步骤3，混料和膏 将上述负极铅膏的原材料干混20-40分钟，加入固体原料总重量15-20%的去离子水搅拌1-2小时，边搅拌边以喷淋状加入固体原料总重量8-10%的密度为1. 31-1. 35g/cm3的硫酸溶液，继续搅拌2-3小时，控制和膏温度为55-65°C，当温度降至40°C以下后出膏，得到铅炭蓄电池用负极铅膏。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2中所述钙盐为硫酸钙。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤I中所述交联剂为二乙胺基丙胺。
4.一种如权利要求1所述方法制备的铅碳蓄电池用负极铅膏。
全文摘要
本发明公开了一种铅碳蓄电池用负极铅膏的制备方法将醋酸铅溶解于乙二醇中，以间苯二酚及糠醛为反应单体，加入交联剂后密闭反应，然后在干燥得到载铅有机气凝胶，高温炭化得到载铅碳气凝胶；制备负极铅膏的原材料；混料和膏。本发明制备的铅炭蓄电池用负极材料，采用载铅碳气凝胶作为铅碳蓄电池用负极材料的主料，采用了特定配料，因此在改变了铅炭物理混合不理想造成的电化学性能不佳及负极铅膏易脱落导致的电池循环寿命短的情况下，具备较高活性物质利用率，用于铅碳蓄电池时，具有高比容量，超稳定的循环性能，使用寿命长。
文档编号H01M4/62GK103022430SQ201210493618
公开日2013年4月3日 申请日期2012年11月28日 优先权日2012年11月28日
发明者姜波 申请人:上海锦众信息科技有限公司