一種鉛酸電池電極材料及其製備方法與流程
2023-10-09 19:58:29
本發明涉及一種鉛酸電池電極材料及其製備方法，特別是涉及一種含有大容量鉛酸電池電極材料及其製備方法。
背景技術：
：電動汽車的心臟——電池的性能對電動汽車的發展起著決定性的作用，蓄電池在電動汽車上使用參數與電動自行車比有較大區別，電動汽車起動電流大，一般為電池容量的2倍率，放電限壓值不確定，這就要求電動汽車電池具有高倍率放電的能力和過放電後恢復能力好的優點，只有用新型的極柵鍍膜配方才能滿足新的要求。電動汽車電池隨著電動汽車的種類不同而略有差異。在僅裝備蓄電池的純電動汽車中，蓄電池的作用是汽車驅動系統的惟一動力源。而在裝備傳統發動機(或燃料電池)與蓄電池的混合動力汽車中，蓄電池既可扮演汽車驅動系統主要動力源的角色，也可充當輔助動力源的角色。可見在低速和啟動時，蓄電池扮演的是汽車驅動系統主要動力源的角色；在全負荷加速時，充當的是輔助動力源的角色；在正常行駛或減速、制動時充當的是儲存能量的角色。燃料電池專用於燃料電池電動汽車，包括鹼性燃料電池(AFC)、磷酸燃料電池(PAFC)、熔融碳酸鹽燃料電池(MCFC)、固體氧化物燃料電池(SOFC)、質子交換膜燃料電池(PEMFC)、直接甲醇燃料電池(DMFC)。蓄電池包括鉛酸電池(酸性蓄電池)、鎳氫電池和鋰離子電池。酸性蓄電池acidstoragebattery電解質使用酸性水溶液的蓄電池。實用的酸性蓄電池為鉛酸蓄電池，其正極為二氧化鉛，負極為海綿狀鉛，電解質為硫酸水溶液，隔板(隔膜)根據不同類型的鉛蓄電池使用微孔橡膠隔板、微孔塑料隔板或其他材料，電池殼體使用硬橡膠、工程塑料、玻璃鋼等材料製成。電解質硫酸水溶液參加電池反應，正負極放電產生物均為硫酸鉛，電池正極有塗膏式和管式兩種，負極有銅合金板柵和銅板柵等形式。用於船舶動力推進的鉛酸蓄電池，為使電池上下部分的電解質均勻，消除電解質的層化現象，而帶有電解質攪拌系統。為降低大電池充電時的溫升，電池內裝有水冷卻系統。鉛酸蓄電池主要優點是工作電壓較高(2.0V)，使用溫度寬，高低速率放電性能良好，原料來源豐富，價格低廉。其缺 點是能量密度較低，使其體積、重量較大。故研究一款鉛酸蓄電池，使其解決現有技術存在的上述問題勢在必行。技術實現要素：針對現有技術存在的上述問題，本發明的目的是提供一種鉛酸電池電極材料及其製備方法，以得到一種電流密度高，電池性能和貯存性能好、充放電效率高、循環次數高、電池損耗低的電動汽車電池。為實現上述發明目的，本發明提供的技術方案如下：一種鉛酸電池電極材料，其化學組成為：30份活性炭、15份炭黑、0.4份鉛粉、0.2份二氧化鉛、2份銪、0.7份硫酸鋇、0.5份蛋白質纖維(PROT)、0.5份蠶絲、1份化學纖維，和餘量的水。優選地，所述稀土元素選自重稀土元素或輕稀土元素，包括鑭(La)、鈰(Ce)、鐠(Pr)、釹(Nd)、鉕(Pm)、釤(Sm)、銪(Eu)、釓(Gd)、鋱(Tb)、鏑(Dy)、鈥(Ho)、鉺(Er)、銩(Tm)、鐿(Yb)、鑥(Lu)、釔(Y)或鈧(Sc)。優選地，所述蛋白質纖維為天然蛋白質纖維。優選地，所述化學纖維選自滌綸、錦綸、腈綸、氯綸、維綸或氨綸。本發明的另一目的是提供上述鉛酸電池電極材料的製備方法，包括如下步驟：S1)將蛋白質纖維、蠶絲、化學纖維和水混合均勻後備用；S2)將活性炭、炭黑、稀土元素和硫酸鋇混合均勻後備用；S3)將鉛粉和二氧化鉛混合後，加入S1所得混合物，加熱並攪拌，再加入S2所得混合物，繼續攪拌，冷卻至室溫。優選地，S3的具體操作為：將鉛粉和二氧化鉛在攪拌機中混合後，加入S1所得混合物，加熱至60℃並進行第一次攪拌，再加入S2所得混合物，在60℃下進行第二次攪拌，冷卻至室溫，備用。更優選地，第一次攪拌轉速為50～70r/min，攪拌時間為20～40min；尤其是攪拌轉速為55r/min，攪拌時間為20min更佳。更優選地，第二次攪拌轉速為20～40r/min，攪拌時間為15～25min；尤其是攪拌轉速為25r/min，攪拌時間為10min更佳。與現有技術相比，本發明的優勢在於：本發明通過以上技術方案，不僅能使鉛酸電池大幅度降低原材料成本，使其具備較強的市場競爭優勢，而且有助於提升鉛酸電池的推廣 應用。附圖說明圖1為本發明提供的製備方法步驟示意圖。具體實施方式下面結合附圖和實施例及對比例對本發明作進一步詳細、完整地說明。實施例1本發明提供的鉛酸電池電極材料，30份活性炭、15份炭黑、0.4份鉛粉、0.2份二氧化鉛、2份銪、0.7份硫酸鋇、0.5份蛋白質纖維(PROT)、0.5份蠶絲、1份化學纖維，和餘量的水。根據上述配方製備鉛酸電池電極材料，如圖1所示，具體步驟如下：1)將0.5份蛋白質纖維、0.5份蠶絲、1份化學纖維和49.7份水混合均勻後備用；2)將30份活性炭、15份炭黑、2份銪和0.7份硫酸鋇混合均勻後備用；3)將0.4份鉛粉和0.2份二氧化鉛放入攪拌機中混合均勻後，加入步驟1)所得混合物，加熱至60℃並進行第一次攪拌，轉速為55r/min，攪拌時間為20min，再加入步驟2)所得混合物，在60℃下進行第二次攪拌，轉速為25r/min，攪拌時間為10min，自然冷卻至室溫，備用。對加入含有上述極柵鍍膜的電動汽車電池進行性能實驗，具體數據見表1。性能實驗在相同實驗環境下，分別將對實施例和對照組(市面常見普通鉛酸電池)提供的電池進行如下實驗：(1)使用新威爾的電池性能測試儀進行充放電性能檢測，檢測方法見該測試儀說明書；(2)進行掛片實驗，實驗方法見中國腐蝕與防護學會《金屬腐蝕手冊》；(3)將以27A的電流對電池進行放點60s、然後以14.5V的恆定電壓充電90s的步驟重複500次。通過將重複充/放電之前的電解液量設為E0，並且將重複充/放電之後的電解液量設為E1，利用公式(E0-E1)/E0×100來計算電解液損失量(％)。電解液量是每個單元的電解液量的總和。上述實驗結果見表1。表1本發明提供的極柵鍍膜製備的電動汽車電池與普通電動汽車電池性能對比表充放電循環數(次)負電極柵接線片腐蝕率(％)電解液損失量(％)實施例188934對照組16651217對照組26801016對照組37111420對照組47021521上表可清楚的發現，本發明實施例相對於對照組電池的性能好。最後有必要在此說明的是：以上實施例只用於對本發明的技術方案作進一步詳細地說明，不能理解為對本發明保護範圍的限制，本領域的技術人員根據本發明的上述內容作出的一些非本質的改進和調整均屬於本發明的保護範圍。當前第1頁1 2 3