一种制备铅酸电池电极材料的方法与流程

本发明涉及一种制备铅酸电池电极材料的方法，特别是涉及一种制备含有大容量铅酸电池电极材料的方法。
背景技术：
：电动汽车的心脏——电池的性能对电动汽车的发展起着决定性的作用，蓄电池在电动汽车上使用参数与电动自行车比有较大区别，电动汽车起动电流大，一般为电池容量的2倍率，放电限压值不确定，这就要求电动汽车电池具有高倍率放电的能力和过放电后恢复能力好的优点，只有用新型的极栅镀膜配方才能满足新的要求。电动汽车电池随着电动汽车的种类不同而略有差异。在仅装备蓄电池的纯电动汽车中，蓄电池的作用是汽车驱动系统的惟一动力源。而在装备传统发动机(或燃料电池)与蓄电池的混合动力汽车中，蓄电池既可扮演汽车驱动系统主要动力源的角色，也可充当辅助动力源的角色。可见在低速和启动时，蓄电池扮演的是汽车驱动系统主要动力源的角色；在全负荷加速时，充当的是辅助动力源的角色；在正常行驶或减速、制动时充当的是储存能量的角色。燃料电池专用于燃料电池电动汽车，包括碱性燃料电池(AFC)、磷酸燃料电池(PAFC)、熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)、固体氧化物燃料电池(SOFC)、质子交换膜燃料电池(PEMFC)、直接甲醇燃料电池(DMFC)。蓄电池包括铅酸电池(酸性蓄电池)、镍氢电池和锂离子电池。酸性蓄电池acidstoragebattery电解质使用酸性水溶液的蓄电池。实用的酸性蓄电池为铅酸蓄电池，其正极为二氧化铅，负极为海绵状铅，电解质为硫酸水溶液，隔板(隔膜)根据不同类型的铅蓄电池使用微孔橡胶隔板、微孔塑料隔板或其他材料，电池壳体使用硬橡胶、工程塑料、玻璃钢等材料制成。电解质硫酸水溶液参加电池反应，正负极放电产生物均为硫酸铅，电池正极有涂膏式和管式两种，负极有铜合金板栅和铜板栅等形式。用于船舶动力推进的铅酸蓄电池，为使电池上下部分的电解质均匀，消除电解质的层化现象，而带有电解质搅拌系统。为降低大电池充电时的温升，电池内装有水冷却系统。铅酸蓄电池主要优点是工作电压较高(2.0V)，使用温度宽，高低速率放电性能良好，原料来源丰富，价格低廉。其缺 点是能量密度较低，使其体积、重量较大。故研究一款铅酸蓄电池，使其解决现有技术存在的上述问题势在必行。技术实现要素：针对现有技术存在的上述问题，本发明的目的是提供一种制备铅酸电池电极材料的方法，以得到一种电流密度高，电池性能和贮存性能好、充放电效率高、循环次数高、电池损耗低的电动汽车电池。为实现上述发明目的，本发明提供的技术方案如下：一种制备铅酸电池电极材料的方法，所述铅酸电池电极材料化学组成为：30份活性炭、15份炭黑、0.4份铅粉、0.2份二氧化铅、2份铕、0.7份硫酸钡、0.5份蛋白质纤维(PROT)、0.5份蚕丝、1份化学纤维，和余量的水；制备方法包括如下步骤：S1)将蛋白质纤维、蚕丝、化学纤维和水混合均匀后备用；S2)将活性炭、炭黑、稀土元素和硫酸钡混合均匀后备用；S3)将铅粉和二氧化铅混合后，加入S1所得混合物，加热并搅拌，再加入S2所得混合物，继续搅拌，冷却至室温。优选地，S3的具体操作为：将铅粉和二氧化铅在搅拌机中混合后，加入S1所得混合物，加热至60℃并进行第一次搅拌，再加入S2所得混合物，在60℃下进行第二次搅拌，冷却至室温，备用。更优选地，第一次搅拌转速为50～70r/min，搅拌时间为20～40min；尤其是搅拌转速为55r/min，搅拌时间为20min更佳。更优选地，第二次搅拌转速为20～40r/min，搅拌时间为15～25min；尤其是搅拌转速为25r/min，搅拌时间为10min更佳。优选地，所述稀土元素选自重稀土元素或轻稀土元素，包括镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu)、钇(Y)或钪(Sc)。优选地，所述蛋白质纤维为天然蛋白质纤维。优选地，所述化学纤维选自涤纶、锦纶、腈纶、氯纶、维纶或氨纶。与现有技术相比，本发明的优势在于：本发明通过以上技术方案，不仅能使铅酸电池大幅度降低原材料成本，使其具备较强的市场竞争优势，而且有助于提升铅酸电池的推广应用。附图说明图1为本发明提供的制备方法步骤示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例及对比例对本发明作进一步详细、完整地说明。实施例1本发明提供的铅酸电池电极材料，30份活性炭、15份炭黑、0.4份铅粉、0.2份二氧化铅、2份铕、0.7份硫酸钡、0.5份蛋白质纤维(PROT)、0.5份蚕丝、1份化学纤维，和余量的水。根据上述配方制备铅酸电池电极材料，如图1所示，具体步骤如下：1)将0.5份蛋白质纤维、0.5份蚕丝、1份化学纤维和49.7份水混合均匀后备用；2)将30份活性炭、15份炭黑、2份铕和0.7份硫酸钡混合均匀后备用；3)将0.4份铅粉和0.2份二氧化铅放入搅拌机中混合均匀后，加入步骤1)所得混合物，加热至60℃并进行第一次搅拌，转速为55r/min，搅拌时间为20min，再加入步骤2)所得混合物，在60℃下进行第二次搅拌，转速为25r/min，搅拌时间为10min，自然冷却至室温，备用。对加入含有上述极栅镀膜的电动汽车电池进行性能实验，具体数据见表1。性能实验在相同实验环境下，分别将对实施例和对照组(市面常见普通铅酸电池)提供的电池进行如下实验：(1)使用新威尔的电池性能测试仪进行充放电性能检测，检测方法见该测试仪说明书；(2)进行挂片实验，实验方法见中国腐蚀与防护学会《金属腐蚀手册》；(3)将以27A的电流对电池进行放点60s、然后以14.5V的恒定电压充电90s的步骤重复500次。通过将重复充/放电之前的电解液量设为E0，并且将重复充/放电之后的电解液量设为E1，利用公式(E0-E1)/E0×100来计算电解液损失量(％)。电解液量是每个单元的电解液量的总和。上述实验结果见表1。表1本发明提供的极栅镀膜制备的电动汽车电池与普通电动汽车电池性能对比表充放电循环数(次)负电极栅接线片腐蚀率(％)电解液损失量(％)实施例188934对照组16651217对照组26801016对照组37111420对照组47021521上表可清楚的发现，本发明实施例相对于对照组电池的性能好。最后有必要在此说明的是：以上实施例只用于对本发明的技术方案作进一步详细地说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，本领域的技术人员根据本发明的上述内容作出的一些非本质的改进和调整均属于本发明的保护范围。当前第1页1 2 3