， 硫酸領(lǐng) 1. 0份， 腐殖酸 0. 25份， 膳絕 0. 12份， 石墨締納米帶 0.4份， 硅烷偶聯(lián)劑 0. 15份， 纖維素衍生物 0. 06份， 納米二氧化鐵 0. 06份， 納米二氧化娃 0. 03份， 純水 13份， 鉛粉 76份; 其中，所述硫酸的密度為1. 38g/mL;所述石墨締納米帶的比表面積為300~430mVg，平 均孔徑為20nm~35nm; 按上述鉛碳電池負(fù)極的組成配方，作如下制備： (1) 將硫酸領(lǐng)、有機膨脹劑、石墨締納米帶、短纖維、納米二氧化鐵和納米二氧化娃進行 預(yù)混5分鐘； (2) 將鉛粉加入上述體系中，干混5~10分鐘； (3) 將純水快速加入到上述混合好的固體中，攬拌10~20分鐘； (4) 將硫酸快速加入到上述混合好的固體中，加酸過程中體系溫度控制在30~60°C之 間，整個過程持續(xù)攬拌20~30分鐘，全部加酸完畢后攬拌10分鐘； (5) 將硅烷偶聯(lián)劑和分散劑加入到上述混合體系中，攬拌均勻，然后用去離子水微調(diào)鉛 膏視密度為4. 0~4. 4g/cm3,針入度為15~20mm，得到鉛碳電池負(fù)極鉛膏； (6) 將步驟（5)制備的負(fù)極鉛膏涂布在負(fù)極板柵上，極板干燥固化的時間為24~4她，干 溫度50°C，相對濕度95%，干燥時間24~36h，溫度50~60°C，得到鉛碳電池負(fù)極板。
[00幼 實施例5 一種鉛碳電池負(fù)極包含W下重量份數(shù)的成分： 硫酸 9. 2份， 硫酸領(lǐng) 1. 0份， 腐殖酸 0. 25份， 膳絕 0. 12份， 石墨締納米帶 0.4份， 硅烷偶聯(lián)劑 0. 15份， 纖維素衍生物 0. 06份， 納米二氧化鐵 0. 01份， 納米二氧化娃 0. 08份， 純水 13份， 鉛粉 76份; 其中，所述硫酸的密度為1. 38g/mL;所述石墨締納米帶的比表面積為300~430mVg，平 均孔徑為20nm~35nm; 按上述鉛碳電池負(fù)極的組成配方，作如下制備： (1) 將硫酸領(lǐng)、有機膨脹劑、石墨締納米帶、短纖維、納米二氧化鐵和納米二氧化娃進行 預(yù)混5分鐘； (2) 將鉛粉加入上述體系中，干混5~10分鐘； (3) 將純水快速加入到上述混合好的固體中，攬拌10~20分鐘； (4) 將硫酸快速加入到上述混合好的固體中，加酸過程中體系溫度控制在30~60°C之 間，整個過程持續(xù)攬拌20~30分鐘，全部加酸完畢后攬拌10分鐘； (5) 將硅烷偶聯(lián)劑和分散劑加入到上述混合體系中，攬拌均勻，然后用去離子水微調(diào)鉛 膏視密度為4. 0~4. 4g/cm3,針入度為15~20mm，得到鉛碳電池負(fù)極鉛膏； (6) 將步驟（5)制備的負(fù)極鉛膏涂布在負(fù)極板柵上，極板干燥固化的時間為24~4她，干 溫度50°C，相對濕度95%，干燥時間24~36h，溫度50~60°C，得到鉛碳電池負(fù)極板。
[002引 實施例6 一種鉛碳電池負(fù)極包含W下重量份數(shù)的成分： 硫酸 9. 2份， 硫酸領(lǐng) 1. 0份， 腐殖酸 0. 25份， 膳絕 0. 12份， 石墨締納米帶 0.4份， 硅烷偶聯(lián)劑 0. 15份， 纖維素衍生物 0. 06份， 純水 13份， 鉛粉 76份; 其中，所述硫酸的密度為1. 38g/mL;所述石墨締納米帶的比表面積為300~430mVg，平 均孔徑為20nm~35nm; 按上述鉛碳電池負(fù)極的組成配方，作如下制備： (1) 將硫酸領(lǐng)、有機膨脹劑、石墨締納米帶和短纖維進行預(yù)混5分鐘； (2) 將鉛粉加入上述體系中，干混5~10分鐘； (3) 將純水快速加入到上述混合好的固體中，攬拌10~20分鐘； (4) 將硫酸快速加入到上述混合好的固體中，加酸過程中體系溫度控制在30~60°C之 間，整個過程持續(xù)攬拌20~30分鐘，全部加酸完畢后攬拌10分鐘； (5) 將硅烷偶聯(lián)劑和分散劑加入到上述混合體系中，攬拌均勻，然后用去離子水微調(diào)鉛 膏視密度為4. 0~4. 4g/cm3,針入度為15~20mm，得到鉛碳電池負(fù)極鉛膏； (6) 將步驟（5)制備的負(fù)極鉛膏涂布在負(fù)極板柵上，極板干燥固化的時間為24~4她，干 溫度50°C，相對濕度95%，干燥時間24~36h，溫度50~60°C，得到鉛碳電池負(fù)極板。
[0027] 采用上述實施例1~6所制備的負(fù)極板制備鉛碳電池，包括W下步驟： 選擇常規(guī)配方制備的正極板作為鉛碳電池的正極板，選擇上述步驟（6)制備的極板作 為負(fù)極板，W密度為1. 28cm3/g硫酸為電解液，W市售的相應(yīng)大小的電池槽為電池槽體，按 照正極-隔膜-負(fù)極方式組裝到電池槽中，再往電池槽體中注入電解液，組裝成鉛碳電池。
[0028] 對上述實施例1-6所制備的鉛碳電池及同型號的普通電池的性能進行測試，測試 結(jié)果列于表1。
[0029] 其中，鉛碳電池動態(tài)充電接受能力的測試方法為： 電池充滿電后，在25°C水浴中浸泡6h。在同樣的溫度下，W1=0. 1C；將電池逐步放電 至90%、80%、70%、60%的荷電狀態(tài)（S0C)，每次放電結(jié)束后，Wl4.8V、200A充電60s，記錄 電流隨時間的變化。
[0030] 鉛碳電池部分荷電狀態(tài)下高倍率循環(huán)壽命（HRPS0C)測試方法為； 蓄電池充滿電后1~化內(nèi)W1=2X12。恒流放電化至50%荷電狀態(tài)，終止條件為10. 5V，然后做如下a~d循環(huán)；（a)WI=2XC2。恒流充電Imin; (b)靜置10s;(C)WI=2XC2。 恒流放電Imin;(d)靜置10s;其中循環(huán)過程中，充電電壓高于17V或放電電壓低于10. 5 V即達(dá)到壽命終止條件。
[0031] 表1.所制備的鉛碳電池的性能測試結(jié)果
充電末期電流大小反映電池的動態(tài)充電接受能力，充電末期電流越大說明充電接受 能力越好。從表1中實施例1-3的數(shù)據(jù)可W得出當(dāng)石墨締納米帶的比表面積為300~430mV g時，所制備的鉛碳電池更好。實施例1-3在90%、80%、70%、60%的荷電狀態(tài)下的充電末期電 流比實施例4-5的要高，循環(huán)壽命也更高，說明納米二氧化鐵和納米二氧化娃的質(zhì)量比為 1 ;2時，電池的動態(tài)充電接受能力，循環(huán)壽命高；實施例6中電池負(fù)極中不包含納米二氧化 鐵和納米二氧化娃，各荷電狀態(tài)下的充電末期電流下降較為明顯，循環(huán)壽命下降也比較多， 說明納米二氧化鐵和納米二氧化娃對本發(fā)明的電池負(fù)極的性能影響較大；而相比同型號的 普通電池，采用本發(fā)明的電池負(fù)極所制備的鉛碳電池的性能更好。
[0032]W上對本發(fā)明實施例所提供的一種鉛碳電池負(fù)極及其制備方法和所制成的電池， 進行了詳細(xì)介紹，本文中應(yīng)用了具體個例對本發(fā)明的原理及實施方式進行了闡述，W上實 施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核屯、思想；同時，對于本領(lǐng)域的一般技術(shù) 人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在【具體實施方式】及應(yīng)用范圍上均會有改變之處，綜上所述，本說 明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對本發(fā)明的限制。
【主權(quán)項】
1. 一種鉛碳電池負(fù)極，其特征在于，所述鉛碳電池負(fù)極包含以下重量份數(shù)的成分： 硫酸 8. 5~10份， 硫酸鋇 0. 5~1. 5份， 有機膨脹劑 0. 1~0. 4份， 短纖維 0. 05~0. 2份， 石墨稀納米帶 0. 2~5份， 硅烷偶聯(lián)劑 0. 01~0. 5份， 分散劑 0. 05~0. 08份， 純水 10~15份， 鉛粉 70~80份。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鉛碳電池負(fù)極，其特征在于，所述鉛碳電池負(fù)極還包含 0.06~0. 12重量份的納米二氧化鈦和納米二氧化硅。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種鉛碳電池負(fù)極，其特征在于，所述納米二氧化鈦和納米 二氧化硅的質(zhì)量比為1 :2。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鉛碳電池負(fù)極，其特征在于，所述硫酸的密度為I. 38g/ mL〇5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鉛碳電池負(fù)極，其特征在于，所述石墨稀納米帶的比表 面積為180~500m2/g，平均孔徑小于50nm。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鉛碳電池負(fù)極，其特征在于，所述短纖維為尼龍、腈綸和 滌綸中的一種或多種；所述有機膨脹劑為挪威木質(zhì)素和腐殖酸的一種或兩種。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鉛碳電池負(fù)極，其特征在于，所述分散劑為木質(zhì)素磺酸 鹽、纖維素衍生物、烷基酚聚氧乙烯基醚和聚羧酸鹽中的一種或多種。8. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種鉛碳電池負(fù)極，其特征在于，所述鉛碳電池負(fù)極包含以 下重量份數(shù)的成分： 硫酸 9. 2份， 硫酸鋇 1. 〇份， 腐殖酸 0. 25份， 腈綸 0. 12份， 石墨稀納米帶 0.4份， 硅烷偶聯(lián)劑 0. 15份， 纖維素衍生物 0. 06份， 納米二氧化鈦 0. 03份， 納米二氧化娃 0. 06份， 純水 13份， 鉛粉 76份。9. 一種鉛碳電池負(fù)極的制備方法，其特征在于，該方法包含以下步驟： (1)將硫酸鋇、有機膨脹劑、石墨烯納米帶、短纖維、納米二氧化鈦和納米二氧化硅進行 預(yù)混5分鐘； (2 )將鉛粉加入上述體系中，干混5~10分鐘； (3) 將純水快速加入到上述混合好的固體中，攪拌10~20分鐘； (4) 將硫酸加入到上述混合體系中，加酸過程中體系溫度控制在30~60°C之間，整個過 程持續(xù)攪拌20~30分鐘； (5) 將硅烷偶聯(lián)劑和分散劑加入到上述混合體系中，攪拌均勻，然后用去離子水微調(diào)鉛 膏視密度為4. 0~4. 4g/cm3,針入度為15~20mm; (6) 將所述鉛膏涂到負(fù)極柵板上，極板干燥固化時間為24~48h，干溫度50°C，相對濕度 95%，干燥時間 24~36h，溫度 50~60°C。10.如權(quán)利要求1-8任一權(quán)利要求所述的鉛碳電池負(fù)極的應(yīng)用，其特征在于，選擇常 規(guī)配方制備的正極板作為鉛碳電池的正極板，選擇所述的鉛碳電池負(fù)極板作為負(fù)極板，以 密度為1. 28cm3/g硫酸為電解液，以市售的相應(yīng)大小的電池槽為電池槽體，按照正極-隔 膜-負(fù)極方式組裝到電池槽中，再往電池槽體中注入電解液，組裝成鉛碳電池。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種鉛碳電池負(fù)極及其制備方法和所制成的電池。所述鉛碳電池負(fù)極包含以下重量份數(shù)的成分：硫酸8.5~10份，硫酸鋇0.5~1.5份，有機膨脹劑0.1~0.4份，短纖維0.05~0.2份，石墨烯納米帶0.2~5份，硅烷偶聯(lián)劑0.01~0.5份，分散劑0.05~0.08份，純水10~15份，0.06~0.12 份的納米二氧化鈦和納米二氧化硅，鉛粉70~80份。采用所述的鉛碳電池負(fù)極板制備的電池的動態(tài)充電接受能力和循環(huán)壽命都得到了有效地提高。
【IPC分類】H01M4/62, H01M4/20, H01M4/14, H01M4/21, H01M10/06
【公開號】CN104900851
【申請?zhí)枴緾N201510352808
【發(fā)明人】張祖波, 李新祿, 夏詩忠, 張艷艷, 余萍
【申請人】湖北駱駝蓄電池研究院有限公司
【公開日】2015年9月9日
【申請日】2015年6月24日