Компания Anhui Accord Science And Technology Co., Ltd. подала заявку на получение патента на добавку к отрицательному электроду свинцово-углеродной батареи

Название патента: A N, P/RC @ Pb в качестве источника углерода катодных углеродных добавок свинцовых батарей, методы приготовления отрицательной пластины и отрицательной пластины

Изобретатель: Шао Юнган, Се Фа, Шао Хуа Ян, Чжан Мэн, стороны освещены, Чжан Даодэ

Основа:

Необратимая сульфатация отрицательного электрода свинцово-кислотных батарей является основной причиной отказа батарей при HRPSoC и низкой температуре. Добавление углеродных материалов к отрицательному активному материалу для создания "свинцово-углеродной батареи" позволило значительно улучшить характеристики батареи, и обычно используются такие добавки, как активированный уголь, графит, углеродные нанотрубки и графен. Поскольку потенциал выделения водорода из углеродного материала относительно низок, после того как батарея достигнет конца зарядки, в углеродном материале произойдет очень серьезное явление выделения водорода, что приведет к серьезной потере воды, снижению эффективности зарядки батареи и значительному снижению производительности батареи.

В данном патенте представлены углеродные добавки для катода свинцовой батареи с N и P/RC @ Pb в качестве источника углерода. Реакция выделения водорода может быть подавлена, а сульфатация отрицательного электрода уменьшена.

Технические особенности:

Используя макропориламинофосфоновую смолу в качестве источника углерода, ион Pb был адсорбирован для достижения тесного сочетания Pb и C для получения композита N, P/RC@Pb. В качестве добавки он непосредственно добавляется в полуфабрикат свинцовой пасты (количество добавки 0,5~2%) для приготовления негативной пластины.

макропористая хелатная смола на основе аминофосфоновой кислоты представляет собой вид шероховатой поверхности и внутреннего полого сферического органического полимера. Богатый азотом и фосфором, он обладает такими характеристиками, как большая удельная поверхность, хорошая адсорбционная способность, низкая цена и простой процесс приготовления. Кальцинированный при высокой температуре, полученный углеродный материал имеет характеристики высокого содержания азота и фосфора. Эффективная площадь реакции между электролитом и электродной пластиной может быть эффективно улучшена, а электрохимические характеристики батареи могут быть улучшены при использовании в материале отрицательного электрода свинцово-углеродной батареи.

Таким образом, композитный материал N, P/RC@Pb по изобретению содержит богатые элементы азота и фосфора и элементы углерода и имеет преимущества большой удельной поверхности, стабильных химических свойств, защиты окружающей среды и тому подобное. Это своего рода сферический композитный материал с большим отверстием, заполненным веществом Pb на поверхности и полым внутри. Адсорбированный ион Pb вступает в реакцию с P, O и другими элементами в макропористой хелатной смоле на основе аминофосфиновой кислоты во время прокаливания с получением оксида Pb, таким образом достигается тесная связь между Pb и материалом C.

N, P/RC @ технология подготовки Pb композитов: к макропористой аминофосфоновой кислоты основе хелатной смолы смесь для удара и свинца раствор, вынуть образцы, после промывки сухой, получить прекурсор; прекурсор нагревают и поддерживают тепло в инертной атмосфере, а затем измельчают после охлаждения, чтобы получить N, P/RC@Pb композитный материал.

свинцово-углеродные батареи настоящего изобретения для подготовки отрицательной пластины: к композитам N, P/RC@Pb и полуфабрикатной смеси свинцовой пасты добавляют воду, перемешивая после получения смеси; Смесь наносят на решетку отрицательной пластины, прессуют плоской, окунают в кислоту, отверждают, сушат и получают.

Данные испытаний:

Приготовление композитных материалов N, P/RC @ Pb и N, P/RC XRD тест результат показан на рисунке 1: N и P/RC показывают два широких дифракционных пика при 22.5° и 43°, которые относятся к аморфному углероду, что указывает на присутствие углерода в материале. Пики при 2θ = 26° и 44° относятся к (002) и (101) дифракции графитового скелета, что указывает на то, что термообработка способствует образованию некоторых графитовых структур. Композиты N, P/RC@Pb не только имеют соответствующие дифракционные пики N и P/RC, но также имеют пики оксида Pb.

Приготовленный композитный материал N, P/RC@Pb был исследован методом SEM (Рисунок 2). Фотография справа представляет собой частичное увеличение отмеченной части кадра слева. Видно, что карбонизированный материал по-прежнему имеет полую сферическую структуру, что объясняется тем, что макропористая смола хелата аминофосфоновой кислоты имеет такую структуру.

{{98Результаты испытаний по методу БЭТ показаны на ФИГ. 3 (кривая адсорбции-десорбции) и ФИГ. 4 (диаграмма распределения пор по размерам). Кривые адсорбции-десорбции N, P/RC и N, P/RC@Pb представляют собой типичные изотермы типа III, относящиеся к материалу с крупными порами. Пики распределения пор по размерам для N и P/RC находятся в диапазоне от 30 нм до 50 нм, что указывает на то, что материал образует средние и крупные поры. Пики распределения пор по размерам N и P/RC@Pb находятся в диапазоне от 0 до 15 нм, что указывает на уменьшение размера пор N и P/RC и увеличение размера пор N и P/RC@Pb при поглощении ионов Pb и карбонизации. Это соответствует соответствующей кривой поглощения N 2 stripping. Площадь удельной поверхности и объем пор N, P/RC составляют 9,58 м / 2 г и 0,7 см / 3 г. Площадь удельной поверхности и объем пор N и P/RC@Pb составляют 22,19 м2/г и 0,04 см3/г. При сравнении видно, что удельная площадь поверхности N и P/RC@Pb значительно увеличивается, а объем пор уменьшается, что указывает на уменьшение размера крупных пор и увеличение количества микро- и средних пор. Это приводит к увеличению удельной поверхности.

Применение трехэлектродной системы (воплощения или пары пропорциональных рабочих электродов, Hg/Hg2 SO4 - электрод сравнения, Pt - противоположный электрод.) Электрохимические испытания проводят на отрицательной пластине, и результаты расчета удельной емкости (см. табл. 1) показывают, что воплощение 1 (1% N, P/RC@Pb) имеет наибольшую емкость по сравнению с воплощением 1 (1% N, P/RC) и воплощением 6 (холостая группа). Основная причина заключается в том, что легирование Pb может в определенной степени ингибировать реакцию выделения водорода, вызываемую углеродными материалами (материалы N, P/RC), и облегчить проблему потери воды в батарее; кроме того, углеродные материалы, легированные PB (материалы N, P/RC@Pb), могут увеличить плотность материала, уменьшить проблему агломерации, вызываемую углеродными материалами (материалы N, P/RC) из-за низкой плотности и малого веса, и дополнительно улучшить полезную роль углерода в электродной пластине.

Таблица 1. Удельная емкость отрицательного контраста

Измеренная трехэлектродной системой {{LSV диаграмма (рис. 14), при одинаковом напряжении выделения водорода, плотности тока выделения водорода 1% N, P/RC@Pb (Вариант 1), 1% N, P/RC (для соотношения 1) и группы Blank (для соотношения 6 Blank) были добавлены следующим образом: blank < 1% N, P/RC@Pb < 1% N, P/RC.

Измеренная ЭИС трехэлектродной системой показана на рис. 6, где сопротивление 1% N и P/RC@Pb является самым низким, полудуга высокочастотной области - самой низкой, а наклон низкочастотной области - самым высоким, что обусловлено добавлением композитных материалов N и P/RC@Pb. Отрицательная пластина обладает большей электрохимической активностью и площадью активной поверхности.

Изготавливается закрытая аналоговая батарея, и после формирования тестируется срок службы батареи (цикл заряда и разряда 2C60s). Результаты показывают (ФИГ. 7), что количество циклов пустой батареи, 1% N и P/RC@Pb при работе в режиме HRPSoC составляет 867 и 1148 соответственно, что доказывает, что добавление N и композитов P/RC@Pb значительно увеличивает срок службы батареи.

Свяжитесь с нами