一种铅炭电池用碳包覆铅粉复合材料的制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103035895A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN103035895A(43)申请公布日2013.04.10(21)申请号201210556404.X(22)申请日2012.12.18(71)申请人中国科学院金属研究所地址110016辽宁省沈阳市沈河区文化路72号(72)发明人刘建国王绍亮侯绍宇严川伟(74)专利代理机构沈阳优普达知识产权代理事务所(特殊普通合伙)21234代理人张志伟(51)Int.Cl.H01M4/38(2006.01)权利要求书权利要求书11页页说明书说明书33页页(54)发明名称一种铅炭电池用碳包覆铅粉复合材料的制备方法(57)摘要本发明涉及化学电源领域，特别是一种适合用于规模生产铅炭电池用碳包覆铅粉复合材料的制备方法，解决现有技术中存在的碳材料与铅粉混合不够均匀，而且很难保证负极铅炭混合料涂膏的稳固性以及负极板的强度等问题。称取有机碳源和铅粉置于球磨罐中，将该有机碳源与铅粉通过球磨法进行机械混合，制成混合均匀的膏状混合物，采用管式炉对该膏状混合物进行碳化处理，同时碳化过程采用保护气体，使得碳包覆在铅粉颗粒表面，再用有机溶剂和去离子水交替洗涤包覆后的材料，真空干燥得到碳包覆铅粉复合材料。该材料可以有效改善铅酸蓄电池大电流充放电循环寿命，提高质量比功率，而且为大规模生产提供思路。CN103589ACN103035895A权利要求书1/1页1.一种铅炭电池用碳包覆铅粉复合材料的制备方法，其特征在于：称取有机碳源和铅粉置于球磨罐中，将该有机碳源与铅粉通过球磨法进行机械混合，制成混合均匀的膏状混合物，采用管式炉对该膏状混合物进行碳化处理，同时碳化过程采用保护气体，使得碳包覆在铅粉颗粒表面，再用有机溶剂和去离子水交替洗涤包覆后的材料，真空干燥得到碳包覆铅粉复合材料。2.根据权利要求1所述的铅炭电池用碳包覆铅粉复合材料的制备方法，其特征在于：球磨法进行机械混合过程中，加入可使有机碳源和铅粉混合成膏状的溶剂，该溶剂为水或者乙醇。3.根据权利要求1所述的铅炭电池用碳包覆铅粉复合材料的制备方法，其特征在于：有机碳源为葡萄糖、蔗糖、麦芽糖、淀粉或柠檬酸中的一种或两种以上混合。4.根据权利要求1所述的铅炭电池用碳包覆铅粉复合材料的制备方法，其特征在于：有机碳源和铅粉的质量比例为1:50-1:4。5.根据权利要求1所述的铅炭电池用碳包覆铅粉复合材料的制备方法，其特征在于：铅粉为用于生产铅酸蓄电池的工业级铅粉。6.根据权利要求1所述的铅炭电池用碳包覆铅粉复合材料的制备方法，其特征在于：球磨法混合条件：球料质量比为5:1-30:1，球磨转速为200-800r/min，球磨时间为4h-20h。7.根据权利要求1所述的铅炭电池用碳包覆铅粉复合材料的制备方法，其特征在于：碳化处理条件：碳化温度为200-1000℃，碳化时间为2-12h。8.根据权利要求1所述的铅炭电池用碳包覆铅粉复合材料的制备方法，其特征在于：保护气体为N2、Ar或空气中的一种。9.根据权利要求1所述的铅炭电池用碳包覆铅粉复合材料的制备方法，其特征在于：有机溶剂为无水乙醇、丙酮、丁醇或四氯化碳中的一种或两种以上。10.根据权利要求1所述的铅炭电池用碳包覆铅粉复合材料的制备方法，其特征在于：复合材料的干燥条件为：40-70℃真空干燥6-10h，真空度为0-100kPa。2CN103035895A说明书1/3页一种铅炭电池用碳包覆铅粉复合材料的制备方法技术领域[0001]本发明涉及化学电源领域，特别是一种适合用于规模生产铅炭电池用碳包覆铅粉复合材料的制备方法。背景技术[0002]随着国家能源局“十二五”规划提出大力推进光伏、风电等新能源产业的规模化进程，同时立足新能源等汽车产业，实现从汽车大国向汽车强国转变的目标，在可再生能源的大规模应用和电动汽车快速发展过程中，电池技术是解决新能源储能、动力应用瓶颈的关键技术。铅酸电池作为最古老的二次电池，由于其容量高、价格低、性能稳定，使用温度范围宽等优点而被广泛使用，也使其在未来竞争中成为一个有力竞争者。现有的阀控式铅酸蓄电池虽然较过去有了巨大进步，但仍存在能量密度、功率密度较低的不足，在铅酸蓄电池的传统市场和新能源储能、动力市场中，均面临磷酸铁锂电池的有力挑战。因此，采用先进技术（如铅炭负极技术）来改进铅酸电池的性能势在必行。[0003]铅炭负极技术是在传统铅负极中加入一定量的具有高比容性质的碳材料，从而使铅炭负极具有超级电容器的性质，在瞬间储存或释放电荷时，对负极板起到很好的缓冲电流作用。因此，采用铅炭负极技术组装的铅炭蓄电池具有优异的大电流充放电性能。同时，负极中的碳材料能有效的抑制硫酸盐化，延长电池在高倍率部分荷电状态（HRPSOC）条件下的循环寿命。[0004]目前，铅