专利名称：一种动力电池用正极铅膏的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种电池材料的制备方法，尤其涉及一种动力电池用正极铅膏及其制备方法。
背景技术：
近年来，许多国家都在加紧对高性能电动自行车的研究。电动自行车能否获得商业成功，关键在于其核心部件——动力电源，从安全性、性能与价格以及技术成熟度上考虑，阀控式密封铅酸蓄电池仍然是电动助力车上最为经济实用的动力电源。动力用铅酸蓄电池的主要组成部分为正极板、负极板、AGM隔板、蓄电池槽、蓄电池盖、电解液(稀硫酸)、引出端子和安全阀等。在化成之前的极板称为生极板，生极板是由水、硫酸、铅粉以及添加剂混合制成铅膏，填涂在板栅上，再经淋酸、固化和干燥而成。在生产中，正负极板分别在两条生产线上进行，必须严格防止负极活性物质混入正极活性物质中，否则蓄电池使用寿命会严重的缩短。正极铅膏对正极板的组成有重要影响，对电池的容量、寿命性能也起着重要作用。目前，动力用铅酸蓄电池在使用过程中极板会出现早期容量衰减，正极板软化、疏松、膨胀、活性物质利用率呈现无规则变化等缺陷，影响电池容量和使用寿命，因此需要提供更为合适的正极铅膏。
发明内容
本发明提供一种动力电池用正极铅膏的制备方法，使用该方法制备的正极铅膏，可有效降低活性物质的衰减，延长铅酸电池的使用寿命。为了实现上述目 的，本发明提供的一种动力电池用正极铅膏的制备方法，包括如下步骤
步骤1，制备石墨烯/三氧化二锑复合材料
将Sb源溶于离子水中，制得以Sb3+浓度为O. 1-0. 2mol/L的Sb3+溶液，在Sb3+溶液中以体积比1: (1-2)的比例加入O. 02-0. 05mol/L的石墨烯水溶液形成混合溶液，并在混合溶液中加入和Sb3+摩尔比为1: (2-1)的还原剂NaBH4，然后密封条件下反应，反应完后自然冷却至室温，收集粉末状反应产物，依次用去离子水，无水乙醇清洗后，干燥，得到石墨烯/三氧化二锑；
步骤2，配料 按照如下重量份配料
铅粉1000
水110-120
上述石墨烯/三氧化二锑复合材料10-20 硫酸铅2-3
乙炔黑3-5木素1-2
氧化铅50-70
密度为1. 35g/cm3稀硫酸 90-105 气相二氧化硅3-4
聚乙烯醇1-2
步骤3，和膏
将上述配料中除稀硫酸以外的物质混合搅拌均匀，边搅拌边喷淋加入上述密度为1. 35g/cm3的稀硫酸溶液，在70-85°C度条件下，搅拌均匀，保持30_40min，降温，出膏温度低于 45。。。其中，所述Sb源优选为SbCl3。其中，步骤I中所述干燥条件优选为将粉末100_120°C下真空干燥8_12h。其中，密封条件下反应的条件优选为加热至120_160°C，并反应24-36。本发明还提供了一种上述任意方法制备的动力电池用正极铅膏。本发明 制备的正极铅膏，添加了被石墨烯均匀覆盖的石墨烯/三氧化二锑，并采用了特殊的材料配比，使得该铅膏可有效降低活性物质的衰减，延长铅酸电池的使用寿命。
具体实施例方式实施例一
制备石墨烯/三氧化二锑复合材料
将分析纯SbCl3溶于离子水中，制得以SbCl3计浓度为O. lmol/L的SbCl3溶液，在SbCl3溶液中以体积比1:1的比例加入O. 02mol/L的石墨烯水溶液形成混合溶液，并在混合溶液中加入和SbCl3摩尔比为1:2的还原剂NaBH4，然后立即密封，将反应釜加热至120°C，并反应24h，反应完后自然冷却至室温，收集釜底的粉末状反应产物，依次用去离子水，无水乙醇交替反复清洗数次后，将粉末100°C下真空干燥8h，得到石墨烯/三氧化二锑；
配料
按照如下重量份配料
铅粉IOOOg 水 IlOg
上述石墨烯/三氧化二锑复合材料IOg
硫酸铅2g
乙炔黑3g
木素Ig
氧化铅50g，
密度为1. 35g/cm3稀硫酸90g 气相二氧化硅3g 聚乙烯醇lg。和膏
将上述配料中除稀硫酸为物质混合搅拌均匀，边搅拌边喷淋加入上述密度为1. 35g/cm3的稀硫酸溶液，在70°C度条件下，搅拌均匀，保持3min，降温，出膏温度低于45°C。
实施例二
制备石墨烯/三氧化二锑复合材料
将分析纯SbCl3溶于离子水中，制得以SbCl3计浓度为O. 2mol/L的SbCl3溶液，在SbCl3溶液中以体积比1:2的比例加入O. 05mol/L的石墨烯水溶液形成混合溶液，并在混合溶液中加入和SbCl3摩尔比为1:1的还原剂NaBH4，然后立即密封，将反应釜加热至160°C，并反应24h，反应完后自然冷却至室温，收集釜底的粉末状反应产物，依次用去离子水，无水乙醇交替反复清洗数次后，将粉末120°C下真空干燥8h，得到石墨烯/三氧化二锑；
配料
按照如下重量份配料
铅粉IOOOg 水 120g
上述石墨烯/三氧化二锑复合材料20g
硫酸铅3g
乙炔黑5g
木素2g
氧化铅70g
密度为1. 35g/cm3稀硫酸105g 气相二氧化硅4g 聚乙烯醇2g。和膏
将上述配料中除稀硫酸为物质混合搅拌均匀，边搅拌边喷淋加入上述密度为1. 35g/cm3的稀硫酸溶液，在85 °C度条件下，搅拌均匀，保持40min，降温，出膏温度低于45 °C。比较例
取铅粉100公斤、多碱式硫酸铅5公斤，三氧化二锑O. 5公斤，胶体石墨1. 5公斤，活性碳材料O. 8公斤，导电纤维骨架2公斤，稀硫酸16公斤(密度为1. 3g/cm3)，导电纤维骨架长度为l_3mm，适量的水，将上述原料在60°C下进行和膏。将上述实施例一、二以及比较例所得正极铅膏制备成相同规格的铅酸电池，按照恒流5A放电至10. 5V，然后恒压14. 4V，限流1. 8A充电10小时为一个完整循环，当电池的剩余容量低于额定容量的70%时，判定寿命终止。对上述三种合金板栅的电池平行进行100%放电深度的寿命循环试验，经测试该实施例一和二的的材料与比较例的产物相比，比容量提高了使用寿命提高为1. 3倍以上。以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。
权利要求
1.一种动力电池用正极铅膏的制备方法，其特征在于，包括如下步骤步骤1，制备石墨烯/三氧化二锑复合材料将Sb源溶于离子水中，制得以Sb3+浓度为O. 1-0. 2mol/L的Sb3+溶液，在Sb3+溶液中以体积比1: (1-2)的比例加入O. 02-0. 05mol/L的石墨烯水溶液形成混合溶液，并在混合溶液中加入和Sb3+摩尔比为1: (2-1)的还原剂NaBH4，然后密封条件下反应，反应完后自然冷却至室温，收集粉末状反应产物，依次用去离子水，无水乙醇清洗后，干燥，得到石墨烯/三氧化二锑；步骤2，配料按照如下重量份配料铅粉1000水110-120上述石墨烯/三氧化二锑10-20 硫酸铅2-3乙炔黑3-5木素1-2氧化铅50-70，密度为1. 35g/cm3稀硫酸 90-105 气相二氧化硅3-4聚乙烯醇1-2步骤3，和膏将上述配料中除稀硫酸以外的物质混合搅拌均匀，边搅拌边喷淋加入上述密度为1.35g/cm3的稀硫酸溶液，在70-85°C度条件下，搅拌均匀，保持30_40min，降温，出膏温度低于 45。。。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述Sb源为SbCl3。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤I中所述干燥为将粉末100-120°C 下真空干燥8-12h。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，密封条件下反应的条件为加热至 120-160°C，并反应 24-36。
5.一种如权利要求1所述方法制备的动力电池用正极铅膏。
全文摘要
本发明一种动力电池用正极铅膏的制备方法Sb3+溶液中加入石墨烯水溶液形成混合溶液，并在混合溶液中加入还原剂NaBH4，密封反应，得到石墨烯/三氧化二锑；铅粉、水、上述石墨烯/三氧化二锑、硫酸、乙炔黑、木素、氧化铅、气相二氧化硅、聚乙烯醇混合搅拌均匀，边搅拌边喷淋加入稀硫酸溶液，搅拌均匀，降温。本发明制备的正极铅膏，添加了被石墨烯均匀覆盖的石墨烯/三氧化二锑，并采用了特殊的材料配比，使得该铅膏可有效降低活性物质的衰减，延长铅酸电池的使用寿命。
文档编号H01M4/57GK103050687SQ20121057072
公开日2013年4月17日 申请日期2012年12月26日 优先权日2012年12月26日
发明者姜波 申请人:上海锦众信息科技有限公司