铅酸电池正极板栅及其制备方法与铅酸电池正极板的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种铅酸电池正极板栅，包括铅合金栅体，所述铅合金栅体的表面涂覆有石墨烯与粘结剂按质量比1.5～9∶1混合形成的石墨烯增强层，所述石墨烯的强度为70～300MPa。本发明还公开了该铅酸电池正极板栅的制备方法与包含该铅酸电池正极板栅的铅酸电池正极板。本发明在传统的铅合金栅体上涂覆一层高强度和高承载能力的石墨烯增强层，大大增强了铅合金栅体的机械强度、尺寸稳定性与耐久性，有效防止了正极板栅表面活性物质在充放电过程中的膨胀，避免了正极活性物质软化脱落导致电池失效。
【专利说明】铅酸电池正极板栅及其制备方法与铅酸电池正极板
【技术领域】
[0001]本发明涉及电化学电源领域，尤其涉及一种铅酸电池正极板栅及其制备方法与铅酸电池正极板。
【背景技术】
[0002]铅酸电池是一种电极主要由铅及其氧化物制成，电解液是硫酸溶液的蓄电池。自1859年法国人普兰特发明铅酸蓄电池以来，铅酸电池已经历了 150多年的发展历程，铅酸电池成本低、寿命长、安全性能好，而且废旧电池的回收利用率高达95%以上，因而一直是电池领域应用最为广泛的产品。
[0003]但是，铅酸电池作为电动车的动力电源，与镍-金属氢化物电池及锂电池等电池体系相比，其最大的缺点在于使用寿命短。根据对失效的电动车用铅酸蓄电池的解剖情况来看，有相当一部分电池失效的原因在于电池正极铅膏中活性物质的软化，正极铅膏中的铅粉脱落到电解液中，电池形成内部短路，使电池失去容量，造成电池失效。
[0004]由于电动自行车电池的使用条件是重负荷、深循环，在这种条件下，电池正极板栅的腐蚀较其他部分严重。传统铅酸电池正极板栅体为网格状，其材质为铅合金，网格中填满了正极铅膏，铅膏经过压制、固化、化成后，正极铅膏比较牢固地固定在栅体的小格中，这时铅膏中的PbO2颗粒之间以及PbO2与栅体之间，都有着良好的接触和结合力，但是正极栅体在循环过程中受到腐蚀而尺寸长大，使栅体的每个小格子的容积增加，给正极活性物质的膨胀创造了条件。正极活性物质的膨胀，导致正极活性物质与栅体之间以及活性物质颗粒之间的结合力降低，活性物质软化脱落，最终导致电池失效。另外，铅膏中的铅粉在硫酸电解液的腐蚀下最终产生PbO2,其分子体积大约为铅的1.4倍，加之PbO2薄膜具有一定的孔隙，这样腐蚀产物的体积比铅膏大得多，使铅合金栅体处于应力状态下，铅合金栅体逐渐发生蠕变而线性长大，这是造成电池正极活性物质容易软化脱落的一个重要因素。如何克服上述技术问题，开发出机械强度结构强度大、尺寸稳定的正极板栅，已经成为电动机车行业发展的迫切要求。
【发明内容】
[0005]为克服上述技术缺陷，本发明提供了一种铅酸电池正极板栅，该铅酸电池正极板栅在铅合金栅体上涂覆一层石墨烯增强层，大大增强了铅合金栅体的机械强度和尺寸稳定性。本发明还公开了该铅酸电池正极板栅的制备方法与包含该铅酸电池正极板栅的铅酸电池正极板。
[0006]第一方面，本发明提供了一种铅酸电池正极板栅，包括铅合金栅体，所述铅合金栅体的表面涂覆有石墨烯与粘结剂按质量比1.5?9:1混合形成的石墨烯增强层，所述石墨烯的强度为70?300MPa。
[0007]优选地，所述石墨烯的强度为200?300MPa。
[0008]优选地，所述石墨稀的电导率为10 1000S/m。石墨稀的电导率闻,有利于增加铅酸电池正极板栅的导电性，提高铅酸电池的充放电速度。
[0009]更优选地，所述石墨烯的电导率为800~1000S/m。
[0010]优选地，所述粘结剂为聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、羧甲基纤维素中的一种。
[0011]优选地，所述石墨烯增强层中，所述石墨烯与粘结剂的质量比为8~9:1。
[0012]本发明在铅合金栅体上涂覆一层高强度和高承载能力的石墨烯增强层，大大增强了正极板栅的机械强度和尺寸稳定性；另外，石墨烯增强层中的各组分均不参与电池的电化学反应，在电池的整个充放电过程中，石墨烯增强层的性质不会发生变化，对铅合金栅体的增强作用也不会减弱，从而保证了铅酸电池正极板栅的耐久性。
[0013]第二方面，本发明提供了一种铅酸电池正极板栅的制备方法，包括以下步骤:
[0014]取石墨烯与粘结剂按质量比为1.5~9:1进行混合，加入溶剂搅拌均匀制得膏浆；
[0015]将所述膏浆涂覆在铅合金栅体的表面，烘干固化，得到表面涂覆有石墨烯增强层的铅酸电池正极板栅。
[0016]优选地，所述石墨烯与粘结剂按质量比为8~9:1进行混合。
[0017]优选地，所述溶剂为去离子水、无水乙醇或N-甲基吡咯烷酮。
[0018]优选地，所述烘干固化的具体操作为将涂覆了膏浆的铅合金栅体放入真空干燥箱中，以6(T80°C烘干固化1-2小时。
[0019]本发明制备方法工艺简单，易于操作，原料成本低，适合工业化生产。
[0020]第三方面，本发明提供了一种铅酸电池正极板，包括铅酸电池正极板栅及涂覆在正极板栅上的正极铅膏，所述铅酸电池正极板栅包括铅合金栅体及涂覆在铅合金栅体表面的由石墨烯与粘结剂按质量比1.5~9:1混合形成的石墨烯增强层，所述石墨烯的强度为7(T300MPa。
[0021]优选地，所述粘结剂为聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、羧甲基纤维素中的一种。
[0022]优选地，所述石墨烯的强度为20(T300MPa。
[0023]优选地，所述石墨稀的电导率为10 1000S/m。石墨稀的电导率闻,有利于增加铅酸电池正极板栅的导电性，提高铅酸电池的充放电速度。
[0024]更优选地，所述石墨烯的电导率为800~1000S/m。
[0025]优选地，所述石墨烯增强层中，所述石墨烯与粘结剂的质量比为8~9:1。
[0026]优选地，所述正极铅膏的质量为所述铅膏与所述石墨烯增强层的总质量的99~99.99%ο
[0027]优选地，所述正极铅膏中含有电导率为500~900S/m的石墨烯，所述石墨烯占所述正极铅膏总质量的5~15%。
[0028]本发明所述铅酸电池正极板，铅酸电池正极板栅的铅合金栅体上涂覆有石墨烯增强层，正板板栅的机械强度高、尺寸稳定，有效防止了正极板栅表面活性物质在充放电过程中的膨胀，避免了正极活性物质软化脱落导致电池失效。
[0029]实施本发明实施例，具有以下有益效果:
[0030](1)在铅合金栅体上涂覆一层高强度和高承载能力的石墨烯增强层，大大增强了正极板栅的机械强度和尺寸稳定性；
[0031](2)石墨烯增强层中的各组分均不参与电池的电化学反应，在电池的整个充放电过程中，石墨烯增强层的性质不会发生变化，对铅合金栅体的增强作用也不会减弱，从而保证了铅酸电池正极板栅的耐久性；
[0032](3)本发明所述铅酸电池正极板，正板板栅的机械强度高、尺寸稳定，有效防止了正极板栅表面活性物质在充放电过程中的膨胀，避免了正极活性物质软化脱落导致电池失效。
【专利附图】
【附图说明】
[0033]为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0034]图1是本发明所述铅酸电池正极板的结构示意图。图中，I正极铅膏、2石墨烯增强层；3铅合金栅体。
【具体实施方式】
[0035]下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。
[0036]一种铅酸电池正极板栅，包括铅合金栅体，所述铅合金栅体的表面涂覆有石墨烯与粘结剂按质量比1.5?9:1混合形成的石墨烯增强层，所述石墨烯的强度为7(T300MPa。
[0037]所述石墨烯的强度为200?300MPa。
[0038]所述石墨烯的电导率为l(Tl000S/m。石墨烯的电导率高，有利于增加铅酸电池正极板栅的导电性，提高铅酸电池的充放电速度。
[0039]所述石墨烯的电导率为800?1000S/m。
[0040]所述粘结剂为聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、羧甲基纤维素中的一种。
[0041]所述石墨烯增强层中，所述石墨烯与粘结剂的质量比为8?9:1。
[0042]本发明在铅合金栅体上涂覆一层高强度和高承载能力的石墨烯增强层，大大增强了正极板栅的机械强度和尺寸稳定性；另外，石墨烯增强层中的各组分均不参与电池的电化学反应，在电池的整个充放电过程中，石墨烯增强层的性质不会发生变化，对铅合金栅体的增强作用也不会减弱，从而保证了铅酸电池正极板栅的耐久性。
[0043]另，本发明还提供了一种铅酸电池正极板栅的制备方法，包括以下步骤:
[0044]取石墨烯与粘结剂按质量比为1.5?9:1进行混合，加入溶剂搅拌均匀制得膏浆；
[0045]将所述膏浆涂覆在铅合金栅体的表面，烘干固化，得到表面涂覆有石墨烯增强层的铅酸电池正极板栅。
[0046]所述石墨烯与粘结剂按质量比为8?9:1进行混合。
[0047]所述溶剂为去离子水、无水乙醇或N-甲基吡咯烷酮。
[0048]所述烘干固化的具体操作为将涂覆了膏浆的铅合金栅体放入真空干燥箱中，以6(T80°C烘干固化I?2小时。
[0049]本发明制备方法工艺简单，易于操作，原料成本低，适合工业化生产。
[0050]此外，本发明提供了一种铅酸电池正极板，包括铅酸电池正极板栅及涂覆在正极板栅上的正极铅膏，所述铅酸电池正极板栅包括铅合金栅体及涂覆在铅合金栅体表面的由石墨烯与粘结剂按质量比1.5~9:1混合形成的石墨烯增强层，所述石墨烯的强度为7(T300MPa。
[0051]所述粘结剂为聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、羧甲基纤维素中的一种。
[0052]所述石墨烯的强度为200~300MPa。
[0053]所述石墨烯的电导率为l(Tl000S/m。石墨烯的电导率高，有利于增加铅酸电池正极板栅的导电性，提高铅酸电池的充放电速度。
[0054]所述石墨烯的电导率为800~1000S/m。
[0055]所述石墨烯增强层中，所述石墨烯与粘结剂的质量比为8~9:1。
[0056]所述正极铅膏的质量为所述铅膏与所述石墨烯增强层的总质量的99~99.[0057]所述正极铅膏中含有电导率为500~900S/m的石墨烯，所述石墨烯占所述正极铅膏总质量的5~15%。
[0058]本发明所述铅酸电池正极板，铅酸电池正极板栅的铅合金栅体上涂覆有石墨烯增强层，正板板栅的机械强度高、尺寸稳定，有效防止了正极板栅表面活性物质在充放电过程中的膨胀，避免了正极活性物质软化脱落导致电池失效。
[0059]在实施例中，本发明还提供了一种铅酸电池，包括正极板、负极板、隔膜、电解液，所述正极板为上述铅酸电池正极板。
[0060]实施例一
[0061]一种铅酸电池正极板栅`的制备方法，包括以下步骤:
[0062](I)铅合金栅体选用铅-1丐合金板，同时选用电导率为10S/m、强度为70MPa的石墨烯，选用聚四氟乙烯作为粘结剂；
[0063](2)称取石墨稀与粘结剂按质量比为1.5:I进行混合，加入石墨稀与粘结剂总质量的10%的无水乙醇，搅拌均匀制成膏浆；
[0064](3)将步骤(2)制备的膏浆涂布在铅合金栅体的表面上，再放入真空干燥箱中，以60°C烘干固化2小时，得到带有石墨烯增强层的铅酸电池正极板栅。
[0065]本实施例所述铅酸电池正极板栅，包括铅合金栅体，所述铅合金栅体的表面涂覆有石墨烯与粘结剂按质量比1.5:1混合形成的石墨烯增强层，所述石墨烯的强度为70MPa。
[0066]一种铅酸电池正极板，具体制备方案为:
[0067](4)先取Ikg铅粉,加入电导率为500S/m的石墨烯80g,硫酸亚钴Ig,硫酸镁5g,涤纶纤维Ig置于合膏机中，再往合膏机中加入IlmL的去离子水；
[0068](5)缓慢加入密度为1.18g/cm3的硫酸溶液120mL，搅拌均匀后制得正极铅膏，从合膏机中取部分正极铅膏均匀地涂覆到步骤(3)制得的铅酸电池正极板栅上，其中正极铅膏的涂覆量约为铅膏与步骤(3)所述石墨烯增强层的总质量的99.99%，最后将带有正极铅膏的铅酸电池正极板栅放入真空干燥箱中，以60°C烘干固化2小时，得到铅酸电池正极板。
[0069]本实施例所述铅酸电池正极板，包括铅酸电池正极板栅及涂覆在正极板栅上的正极铅膏，所述铅酸电池正极板栅包括铅合金栅体及涂覆在铅合金栅体表面的由石墨烯与粘结剂按质量比1.5:1混合形成的石墨烯增强层，所述石墨烯的强度为70MPa。
[0070]图1是本发明实施例制得的铅酸电池正极板的结构示意图。图中，I正极铅膏、2石墨烯增强层；3铅合金栅体。[0071]一种铅酸电池，包括正极板、负极板、隔膜、电解液，所述正极板为上述铅酸电池正极板，具体制备方案为:
[0072]选择步骤(5)制备的铅酸电池正极板作为正极板，以铅负极板为负极板，PE隔膜作为电池隔膜，以密度为1.18g/cm3的硫酸溶液作为电解液，以市售的相应大小的电池壳为电池底壳，按照正极-隔膜-负极自上而下地组装到电池壳上，再往电池壳体中注入电解液，最后封装成铅酸电池。
[0073]实施例二
[0074]一种铅酸电池正极板栅的制备方法，包括以下步骤:
[0075](I)铅合金栅体选用铅-1丐合金板，同时选用电导率为50S/m、强度为IOOMPa的石墨烯，选用聚四氟乙烯作为粘结剂；
[0076](2)称取石墨烯与粘结剂按质量比65:35的比例混合，加入石墨烯与粘结剂总质量的15%的无水乙醇，搅拌均匀制成膏浆；
[0077](3)将步骤(2)制备的膏浆涂布在栅体的表面上，再放入真空干燥箱中，以70°C烘干固化1.5小时，得到带有石墨烯增强层的铅酸电池正极板栅。
[0078]本实施例所述铅酸电池正极板栅，包括铅合金栅体，所述铅合金栅体的表面涂覆有石墨烯与粘结剂按质量比65:35混合形成的石墨烯增强层，所述石墨烯的强度为IOOMPa。
[0079]一种铅酸电池正极板，具体制备方案为:
[0080](4)先取Ikg铅粉，加入电导率为900S/m的石墨烯60g，硫酸亚钴lg，硫酸镁5g，涤纶纤维Ig置于合膏机中，再往合膏机中加入IlmL的去离子水；
[0081](5)缓慢加入密度为1.30g/cm3的硫酸溶液120mL，搅拌均匀后制得正极铅膏，从合膏机中取部分正极铅膏均匀地涂覆到步骤(3)制得的铅酸电池正极板栅上，其中正极铅膏的涂覆量约为铅膏与上述石墨烯增强层的总质量的99.95%，最后将铅酸电池正极板栅放入真空干燥箱中，以70°C烘干固化2小时，得到铅酸电池正极板。
[0082]本实施例所述铅酸电池正极板，包括铅酸电池正极板栅及涂覆在正极板栅上的正极铅膏，所述铅酸电池正极板栅包括铅合金栅体及涂覆在铅合金栅体表面的由石墨烯与粘结剂按质量比65:35混合形成的石墨烯增强层，所述石墨烯的强度为lOOMPa。
[0083]一种铅酸电池，包括正极板、负极板、隔膜、电解液，所述正极板为上述铅酸电池正极板，具体制备方案为:
[0084]选择步骤(5)制备的铅酸电池正极板作为正极板，以铅负极板为负极板，PE隔膜作为电池隔膜，以密度为1.18g/cm3的硫酸溶液作为电解液，以市售的相应大小的电池壳为电池底壳，按照正极-隔膜-负极自上而下地组装到电池壳上，再往电池壳体中注入电解液，最后封装成铅酸电池。
[0085]实施例三
[0086]一种铅酸电池正极板栅的制备方法，包括以下步骤:
[0087](I)铅合金栅体选用铅-钙合金板，同时选用电导率为100S/m、强度为130MPa的石墨烯，选用聚四氟乙烯作为粘结剂；
[0088](2)将石墨稀与粘结剂按质量比7:3的比例混合，加入石墨稀与粘结剂总质量的12%的无水乙醇，搅拌均匀制成膏浆；[0089](3)将膏浆涂布在铅合金栅体的表面上，再放入真空干燥箱中，以80°C烘干固化I小时，得到带有石墨烯增强层的铅酸电池正极板栅。
[0090]本实施例所述铅酸电池正极板栅，包括铅合金栅体，所述铅合金栅体的表面涂覆有石墨烯与粘结剂按质量比7:3混合形成的石墨烯增强层，所述石墨烯的强度为130MPa。
[0091]一种铅酸电池正极板，具体制备方案为:
[0092](4)先取Ikg铅粉，加入电导率为800S/m的石墨烯180g，硫酸亚钴lg，硫酸镁5g，涤纶纤维Ig置于合膏机中，再往合膏机中加入IlmL的去离子水；
[0093](5)缓慢加入密度为1.08g/cm3的硫酸溶液150mL，搅拌均匀后制得正极铅膏，从合膏机中取部分正极铅膏均匀地涂覆到步骤(3)制得的铅酸电池正极板栅上，其中正极铅膏的涂覆量约为铅膏与所述石墨烯增强层的总质量的99.9%，最后将涂覆了正极铅膏的铅酸电池正极板栅放入真空干燥箱中，以80°C烘干固化I小时，得到铅酸电池正极板。
[0094]本实施例所述铅酸电池正极板，包括铅酸电池正极板栅及涂覆在正极板栅上的正极铅膏，所述铅酸电池正极板栅包括铅合金栅体及涂覆在铅合金栅体表面的由石墨烯与粘结剂按质量比7:3混合形成的石墨烯增强层，所述石墨烯的强度为130MPa。
[0095]一种铅酸电池，包括正极板、负极板、隔膜、电解液，所述正极板为上述铅酸电池正极板，具体制备方案为:
[0096]选择步骤(5)制备的铅酸电池正极板作为正极板，以铅负极板为负极板，PE隔膜作为电池隔膜，以密度为1.18g/cm3的硫酸溶液作为电解液，以市售的相应大小的电池壳为电池底壳，按照正极-隔膜-负极自上而下地组装到电池壳上，再往电池壳体中注入电解液，最后封装成铅酸电池。
[0097]实施例四
[0098]一种铅酸电池正极板栅的制备方法，包括以下步骤:
[0099](I)选用铅-钙合金板作为铅合金栅体，选用电导率为300S/m、强度为150MPa的石墨烯，选用聚偏氟乙烯作为粘结剂；
[0100](2)将石墨烯与粘结剂按质量比3:1的比例混合，加入石墨烯与粘结剂总质量的11%的N-甲基吡咯烷酮，搅拌均匀制成膏浆；
[0101](3)将膏浆涂布在铅合金栅体的表面上，再放入真空干燥箱中，以80°C烘干固化I小时，得到带有石墨烯增强层的铅酸电池正极板栅。
[0102]本实施例所述铅酸电池正极板栅，包括铅合金栅体，所述铅合金栅体的表面涂覆有石墨烯与粘结剂按质量比3:1混合形成的石墨烯增强层，所述石墨烯的强度为150MPa。
[0103]一种铅酸电池正极板，具体制备方案为:
[0104](4)先取Ikg铅粉,加入电导率为800S/m的石墨烯150g,硫酸亚钴Ig,硫酸镁5g,涤纶纤维Ig置于合膏机中，再往合膏机中加入IlmL的去离子水；
[0105](5)缓慢加入密度为1.08?1.30g/cm3的硫酸溶液120mL，搅拌均匀后制得正极铅膏，从合膏机中取部分正极铅膏均匀地涂覆到步骤(3)制得的铅酸电池正极板栅上，其中正极铅膏的涂覆量约为铅膏与所述石墨烯增强层的总质量的99.7%，最后将涂覆有正极铅膏的铅酸电池正极板栅放入真空干燥箱中，以80°C烘干固化I小时，得到铅酸电池正极板。
[0106]本实施例所述铅酸电池正极板，包括铅酸电池正极板栅及涂覆在正极板栅上的正极铅膏，所述铅酸电池正极板栅包括铅合金栅体及涂覆在铅合金栅体表面的由石墨烯与粘结剂按质量比3:1混合形成的石墨烯增强层，所述石墨烯的强度为150MPa。
[0107]一种铅酸电池，包括正极板、负极板、隔膜、电解液，所述正极板为上述铅酸电池正极板，具体制备方案为:
[0108]选择步骤(5)制备的铅酸电池正极板作为正极板，以铅负极板为负极板，PE隔膜作为电池隔膜，以密度为1.18g/cm3的硫酸溶液作为电解液，以市售的相应大小的电池壳为电池底壳，按照正极-隔膜-负极自上而下地组装到电池壳上，再往电池壳体中注入电解液，最后封装成铅酸电池。
[0109]实施例五
[0110]一种铅酸电池正极板栅的制备方法，包括以下步骤:
[0111](I)选用铅-钙合金板作为铅合金栅体，选用电导率为500S/m、强度为180MPa的石墨烯，选用聚偏氟乙烯作为粘结剂；
[0112](2)将石墨烯与粘结剂按质量比4:1的比例混合，加入石墨烯与粘结剂总质量的13%的N-甲基吡咯烷酮，搅拌均匀制成膏浆；
[0113](3)将膏浆涂布在铅合金栅体的表面上，再放入真空干燥箱中，以65°C烘干固化2小时，得到带有石墨烯增强层的铅酸电池正极板栅。
[0114]本实施例所述铅酸电池正极板栅，包括铅合金栅体，所述铅合金栅体的表面涂覆有石墨烯与粘结剂按质量比4:1混合形成的石墨烯增强层，所述石墨烯的强度为180MPa。
[0115]一种铅酸电池正极板，具体制备方案为:
[0116](4)先取Ikg铅粉，加入电导率为700S/m的石墨烯120g，硫酸亚钴lg，硫酸镁5g，涤纶纤维Ig置于合膏机中，再往合膏机中加入IlmL的去离子水；
[0117](5)缓慢加入密度为1.28g/cm3的硫酸溶液120mL，搅拌均匀后制得正极铅膏，从合膏机中取部分正极铅膏均匀地涂覆到步骤(3)制得的铅酸电池正极板栅上，其中正极铅膏的涂覆量约为铅膏与所述石墨烯增强层的总质量的99.5%，最后将涂覆有正极铅膏的铅酸电池正极板栅放入真空干燥箱中，以70°C烘干固化1.5小时，得到铅酸电池正极板。
[0118]本实施例所述铅酸电池正极板，包括铅酸电池正极板栅及涂覆在正极板栅上的正极铅膏，所述铅酸电池正极板栅包括铅合金栅体及涂覆在铅合金栅体表面的由石墨烯与粘结剂按质量比4:1混合形成的石墨烯增强层，所述石墨烯的强度为180MPa。
[0119]一种铅酸电池，包括正极板、负极板、隔膜、电解液，所述正极板为上述铅酸电池正极板，具体制备方案为:
[0120]选择步骤(5)制备的铅酸电池正极板作为正极板，以铅负极板为负极板，PE隔膜作为电池隔膜，以密度为1.18g/cm3的硫酸溶液作为电解液，以市售的相应大小的电池壳为电池底壳，按照正极-隔膜-负极自上而下地组装到电池壳上，再往电池壳体中注入电解液，最后封装成铅酸电池。
[0121]实施例六
[0122]一种铅酸电池正极板栅的制备方法，包括以下步骤:
[0123](I)选用铅-钙合金板作为铅合金栅体，选用电导率为700S/m、强度为200MPa的石墨烯，选用羧甲基纤维素作为粘结剂；
[0124](2)将石墨烯与粘结剂按质量比17:3的比例混合，加入石墨烯与粘结剂总质量的14%的去离子水，搅拌均匀制成膏浆；[0125](3)将膏浆涂布在铅合金栅体的表面上，再放入真空干燥箱中，以75°C烘干固化I小时，得到带有石墨烯增强层的铅酸电池正极板栅。
[0126]本实施例所述铅酸电池正极板栅，包括铅合金栅体，所述铅合金栅体的表面涂覆有石墨烯与粘结剂按质量比17:3混合形成的石墨烯增强层，所述石墨烯的强度为200MPa。
[0127]一种铅酸电池正极板，具体制备方案为:
[0128](4)先取Ikg铅粉，加入电导率为600S/m的石墨烯100g，硫酸亚钴lg，硫酸镁5g，涤纶纤维Ig置于合膏机中，再往合膏机中加入IlmL的去离子水；
[0129](5)缓慢加入密度为1.20g/cm3的硫酸溶液120mL，搅拌均匀后制得正极铅膏，从合膏机中取部分正极铅膏均匀地涂覆到步骤(3)制得的铅酸电池正极板栅上，其中正极铅膏的涂覆量约为铅膏与所述石墨烯增强层的总质量的99.3%，最后将涂覆有正极铅膏的铅酸电池正极板栅放入真空干燥箱中，以75°C烘干固化I小时，得到铅酸电池正极板。
[0130]本实施例所述铅酸电池正极板，包括铅酸电池正极板栅及涂覆在正极板栅上的正极铅膏，所述铅酸电池正极板栅包括铅合金栅体及涂覆在铅合金栅体表面的由石墨烯与粘结剂按质量比17:3混合形成的石墨烯增强层，所述石墨烯的强度为200MPa。
[0131]一种铅酸电池，包括正极板、负极板、隔膜、电解液，所述正极板为上述铅酸电池正极板，具体制备方案为:
[0132]选择步骤(5)制备的铅酸电池正极板作为正极板，以铅负极板为负极板，PE隔膜作为电池隔膜，以密度为1.18g/cm3的硫酸溶液作为电解液，以市售的相应大小的电池壳为电池底壳，按照正极-隔膜-负极自上而下地组装到电池壳上，再往电池壳体中注入电解液，最后封装成铅酸电池。
[0133]实施例七
[0134]一种铅酸电池正极板栅的制备方法，包括以下步骤:
[0135](I)选用铅-钙合金板作为铅合金栅体，选用电导率为850S/m、强度为250MPa的石墨烯，选用羧甲基纤维素作为粘结剂；
[0136](2)将石墨稀与粘结剂按质量比89:11的比例混合，加入石墨稀与粘结剂总质量的15%的去离子水，搅拌均匀制成膏浆；
[0137](3)将膏浆涂布在铅合金栅体的表面上，再放入真空干燥箱中，以60°C烘干固化2小时，得到带有石墨烯增强层的铅酸电池正极板栅。
[0138]本实施例所述铅酸电池正极板栅，包括铅合金栅体，所述铅合金栅体的表面涂覆有石墨烯与粘结剂按质量比89:11混合形成的石墨烯增强层，所述石墨烯的强度为250MPa。
[0139]一种铅酸电池正极板，具体制备方案为:
[0140](4)先取Ikg铅粉，加入电导率为900S/m的石墨烯192g，硫酸亚钴lg，硫酸镁5g，涤纶纤维Ig置于合膏机中，再往合膏机中加入IlmL的去离子水；
[0141](5)缓慢加入密度为1.25g/cm3的硫酸溶液120mL，搅拌均匀后制得正极铅膏。从合膏机中取部分正极铅膏均匀地涂覆到步骤(3)制得的铅酸电池正极板栅上，其中正极铅膏的涂覆量约为铅膏与石墨烯增强层的总质量的99.1%，最后将涂覆有正极铅膏的铅酸电池正极板栅放入真空干燥箱中，以80°C烘干固化I小时，得到铅酸电池正极板。
[0142]本实施例所述铅酸电池正极板，包括铅酸电池正极板栅及涂覆在正极板栅上的正极铅膏，所述铅酸电池正极板栅包括铅合金栅体及涂覆在铅合金栅体表面的由石墨烯与粘结剂按质量比89:11混合形成的石墨烯增强层，所述石墨烯的强度为250MPa。
[0143]一种铅酸电池，包括正极板、负极板、隔膜、电解液，所述正极板为上述铅酸电池正极板，具体制备方案为:
[0144]选择步骤(5)制备的铅酸电池正极板作为正极板，以铅负极板为负极板，PE隔膜作为电池隔膜，以密度为1.18g/cm3的硫酸溶液作为电解液，以市售的相应大小的电池壳为电池底壳，按照正极-隔膜-负极自上而下地组装到电池壳上，再往电池壳体中注入电解液，最后封装成铅酸电池。
[0145]实施例八
[0146]一种铅酸电池正极板栅的制备方法，包括以下步骤:
[0147](I)选用铅-钙合金板作为铅合金栅体，选用电导率为1000S/m、强度为300MPa的石墨烯，选用羧甲基纤维素作为粘结剂；
[0148](2)将石墨烯与粘结剂按质量比9:1的比例混合，加入石墨烯与粘结剂总质量的10%的去离子水，搅拌均匀制成膏浆；
[0149](3)将膏浆涂布在铅合金栅体的表面上，再放入真空干燥箱中，以80°C烘干固化I小时，得到带有石墨烯增强层的铅酸电池正极板栅。
[0150]本实施例所述铅酸电池正极板栅，包括铅合金栅体，所述铅合金栅体的表面涂覆有石墨烯与粘结剂按质量比9:1混合形成的石墨烯增强层，所述石墨烯的强度为300MPa。
[0151]一种铅酸电池正极板，具体制备方案为:
[0152](4)先取Ikg铅粉,加入电导率为900S/m的石墨烯180g,硫酸亚钴Ig,硫酸镁5g,涤纶纤维Ig置于合膏机中，再往合膏机中加入IlmL的去离子水；
[0153](5)缓慢加入密度为1.lg/cm3的硫酸溶液120mL，搅拌均匀后制得正极铅膏，从合膏机中取部分正极铅膏均匀地涂覆到步骤(3)制得的铅酸电池正极板栅上，其中正极铅膏的涂覆量约为铅膏与石墨烯增强层的总质量的99%，最后将铅酸电池正极板栅放入真空干燥箱中，以70°C烘干固化2小时，得到铅酸电池正极板。
[0154]本实施例所述铅酸电池正极板，包括铅酸电池正极板栅及涂覆在正极板栅上的正极铅膏，所述铅酸电池正极板栅包括铅合金栅体及涂覆在铅合金栅体表面的由石墨烯与粘结剂按质量比9:1混合形成的石墨烯增强层，所述石墨烯的强度为300MPa。
[0155]一种铅酸电池，包括正极板、负极板、隔膜、电解液，所述正极板为上述铅酸电池正极板，具体制备方案为:
[0156]选择步骤(5)制备的铅酸电池正极板作为正极板，以铅负极板为负极板，PE隔膜作为电池隔膜，以密度为1.18g/cm3的硫酸溶液作为电解液，以市售的相应大小的电池壳为电池底壳，按照正极-隔膜-负极自上而下地组装到电池壳上，再往电池壳体中注入电解液，最后封装成铅酸电池。
[0157]以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种铅酸电池正极板栅，包括铅合金栅体，其特征在于，所述铅合金栅体的表面涂覆有石墨烯与粘结剂按质量比1.5?9:1混合形成的石墨烯增强层，所述石墨烯的强度为7(T300MPa。
2.如权利要求1所述的铅酸电池正极板栅，其特征在于，所述石墨烯的强度为200?300MPa。
3.如权利要求1所述的铅酸电池正极板栅，其特征在于，所述石墨烯的电导率为10?1000S/m。
4.如权利要求3所述的铅酸电池正极板栅，其特征在于，所述石墨烯的电导率为800?1000S/m。
5.如权利要求1所述的铅酸电池正极板栅，其特征在于，所述粘结剂为聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯或羧甲基纤维素。
6.如权利要求1所述的铅酸电池正极板栅，其特征在于，所述石墨烯与粘结剂质量比为8?9:1。
7.一种铅酸电池正极板栅的的制备方法，其特征在于，包括以下步骤: 取石墨烯与粘结剂按质量比为1.5?9:1进行混合，加入溶剂搅拌均匀制得膏浆； 将所述膏浆涂覆在铅合金栅体的表面，烘干固化，得到表面涂覆有石墨烯增强层的铅酸电池正极板栅。
8.一种铅酸电池正极板，其特征在于，包括铅酸电池正极板栅及涂覆在正极板栅上的正极铅膏，所述铅酸电池正极板栅包括铅合金栅体及涂覆在铅合金栅体表面的由石墨烯与粘结剂按质量比1.5?9:1混合形成的石墨烯增强层，所述石墨烯的强度为7(T300MPa。
9.如权利要求8所述的铅酸电池正极板，其特征在于，所述正极铅膏的质量为所述铅膏与所述石墨烯增强层的总质量的99?99.99%。
10.如权利要求8所述的铅酸电池正极板，其特征在于，所述正极铅膏中含有电导率为500?900S/m的石墨烯,所述石墨烯占所述正极铅膏总质量的5?15%。
【文档编号】H01M4/73GK103811767SQ201210453529
【公开日】2014年5月21日 申请日期:2012年11月13日 优先权日:2012年11月13日
【发明者】周明杰, 王要兵, 钟玲珑, 吴凤 申请人:海洋王照明科技股份有限公司, 深圳市海洋王照明技术有限公司, 深圳市海洋王照明工程有限公司