一種鉛炭電池、鉛炭電池負極板及其製備方法

《一種鉛炭電池、鉛炭電池負極板及其製備方法》是安徽理士電源技術有限公司於2017年4月1日申請的專利，該專利申請號：2017102143357，專利公布號：CN10768983B，專利公布日：2020年1月31日，發明人是：汪利民;林曉東;魏士洋。

《一種鉛炭電池、鉛炭電池負極板及其製備方法》實施例提供了一種鉛炭電池負極板，包括板柵、鉛膏及非格線布貼片；其中，鉛膏塗覆於所述板柵和非格線布貼片之間，使板柵和非格線布貼片相粘合併形成由板柵、鉛膏及非格線布貼片組成的三層結構。該發明實施例所提供的鉛炭電池負極板中鉛膏和板柵、鉛膏和鉛膏、鉛膏和非格線布貼片之間結合牢固，能顯著提高電池在高倍率部分荷電（HR‑PSOC）狀態和頻繁充放使用的穩定性，有效緩衝瞬間大電流，抑制負極表面的硫酸鹽化，顯著提高電池的充電接受能力，大幅提高電池在HR‑PSOC狀態下循環性能及快速充電和放電特性。該發明實施例還提供了一種用鉛炭電池負極板製備方法及鉛炭電池。

2021年8月16日，《一種鉛炭電池、鉛炭電池負極板及其製備方法》獲得安徽省第八屆專利獎優秀獎。

（概述圖為《一種鉛炭電池、鉛炭電池負極板及其製備方法》的摘要附圖）

基本介紹

• 中文名：一種鉛炭電池、鉛炭電池負極板及其製備方法
• 公布號：CN10768983B
• 公布日：2020年1月31日
• 申請號：2017102143357
• 申請日：2017年4月1日
• 申請人：安徽理士電源技術有限公司
• 地址：安徽省淮北市濉溪經濟開發區
• Int.Cl.：H01M4/14(2006.01)I、H01M4/20(2006.01)I、H01M10/06(2006.01)I
• 專利代理機構：深圳鼎合誠智慧財產權代理有限公司
• 代理人：彭家恩、彭願潔
• 發明人：汪利民、林曉東、魏士洋
• 類別：發明專利

專利背景

隨著全球經濟和社會的快速發展，能源的日漸短缺，生態環境的日益惡化，環保壓力劇增，人們將更加依賴於太陽能、風能等可再生資源。但是，太陽能、風能所產生的能源不能直接併網，需要採用儲能技術（裝置）先把能源儲存起來，這就需要用到電池將這些能源儲存起來。截至2017年4月，常用的、並且相對成熟的電池主要分為鋰離子電池、氫鎳電池和鉛酸電池。相比前兩種電池，鉛酸電池在成本、安全性以及低溫放電方面仍有較大的優勢。因此，迄今為止，鉛酸電池仍然在很多電池套用領域占據了大部分份額。儘管如此，由於現在發展的新的儲能電池套用領域中，又對所用電池性能的提出了特殊需求，如，在高倍率部分荷電（HR-PSOC，high-ratepartialstateofcharge）下大充放電性能、長時間無法恢復性充電的深放電循環、頻繁快速充放電等，對此傳統的鉛酸電池已經不能夠滿足當前的要求。對於太陽能、風能發電所需要的儲能電池來講，需要電池經常在不飽和充放電且放電深度較大的情況下長時間運行，且不能及時的進行恢復性滿充電，這樣導致電池負極板硫酸鹽化而過早的失效，極大的降低了電池的使用壽命，而對於智慧型電網所需要的儲能電池來講，需要電池大電流頻繁的快速充放電。為此，需要人已經做了很多新能源儲能電池上的研究和嘗試。比如，L.T.Lam等人制出了超級電容器，其正極是常規的二氧化鉛極板，負極包括並聯的碳電極和鉛電極，但是，該超級電容器使用的板柵數量較多，增加了電池重量。D.Pavlov等人往普通鉛膏中加入活性炭、炭黑等材料，他們做的超級電池可以在50％荷電狀態（SOC）、3％放電深度（DOD）下用2C電流進行充放電，但是該電池適合混合動力車，而不適合太陽能和風能對電池的HR-PSOC狀態下循環壽命和倍率性能要求。因此，需要開發真正能夠滿足新能源、儲能套用的電池。

發明內容

專利目的

《一種鉛炭電池、鉛炭電池負極板及其製備方法》的目的是提供一種鉛炭電池、鉛炭電池負極板及其製備方法。

技術方案

《一種鉛炭電池、鉛炭電池負極板及其製備方法》實施例提供了一種鉛炭電池的負極板，所述負極板包括板柵、鉛膏及非格線布貼片；其中，所述鉛膏塗覆於所述板柵和非格線布貼片之間，使板柵和非格線布貼片相粘合併形成由板柵、鉛膏及非格線布貼片組成的三層結構。上述方案中，所述板柵兩面噴塗有高導性漿料，所述高導性漿料包含：99份的鉛鈦矽混合物、1份的粘結劑及500份的離子水；其中，所述鉛鈦矽混合物的活性炭的質量百分比為5-10％，所述鉛鈦矽混合物的炭黑的質量百分比為30-40％，所述鉛鈦矽混合物的石墨的質量百分比為30-40％，所述鉛鈦矽混合物的VGCF的質量百分比為5-10％；或者，99份的鉛鈦矽混合物、1份的粘結劑及500份的離子水；其中，所述鉛鈦矽混合物的活性炭的質量百分比為10-20％，所述鉛鈦矽混合物的炭黑的質量百分比為25-35％，所述鉛鈦矽混合物的石墨的質量百分比為22-28％，所述鉛鈦矽混合物的VGCF的質量百分比為30％。上述方案中，所述鉛膏組分及各組分配比為：鉛粉100份，鉛鈦矽混合物2-8份，沉澱型硫酸鋇0.2-2份，木素0.05-0.6份，聚酯纖維為0.04-1.5份，腐殖酸為0.2-1份，粘結劑為0.05-0.15份；其中，所述鉛鈦矽混合物的活性炭的質量百分比為20-30％，所述鉛鈦矽混合物的炭黑的質量百分比為20-30％，所述鉛鈦矽混合物的石墨的質量百分比為20-30％，所述鉛鈦矽混合物的VGCF的質量百分比為20-30％；或者，鉛粉100份，鉛鈦矽混合物2-8份，硫酸鋇為0.2-2份，木素為0.05-0.2份，聚酯纖維為0.04-0.8份，腐殖酸為0.2-1份，粘結劑為0.05-0.15份；其中，所述鉛鈦矽混合物的活性炭的質量百分比為25％，所述鉛鈦矽混合物的炭黑的質量百分比為25％，所述鉛鈦矽混合物的石墨的質量百分比為25％，所述鉛鈦矽混合物的VGCF的質量百分比為25％。

上述方案中，所述非格線布貼片上塗覆有電容層塗層，所述電容層塗層的組分及各組分的配比為：鉛鈦矽混合物的活性炭的質量百分比為30-40％，鉛鈦矽混合物的炭黑的質量百分比為15-25％，鉛鈦矽混合物的石墨的質量百分比為20-30％，鉛鈦矽混合物的VGCF的質量百分比為15-25％、粘結劑的質量百分比為1-5％；或者，鉛鈦矽混合物的活性炭的質量百分比為35％，鉛鈦矽混合物的炭黑的質量百分比為20％，鉛鈦矽混合物的石墨的質量百分比為25％，鉛鈦矽混合物的VGCF的質量百分比為20％，粘結劑的質量百分比為1％。上述方案中，所述活性炭上電沉積的鉛化合物的負載率為40-50％，所述活性炭上電沉積的鈦化合物的負載率為20-30％，所述活性炭上電沉積的矽化合物的負載率為10-20％，所述活性炭的比表面積在2000平方米/克；所述炭黑上電沉積的鉛化合物的負載率為40-50％，所述炭黑上電沉積的鈦化合物的負載率為20-30％，所述炭黑上電沉積的矽化合物的負載率為10-20％；所述石墨上電沉積的鉛化合物的負載率為40-50％，所述石墨上電沉積的鈦化合物的負載率為20-30％，所述石墨上電沉積的矽化合物的負載率為10-20％；所述VGCF上電沉積的鉛化合物的負載率為40-50％，所述VGCF上電沉積的鈦化合物的負載率為20-30％，所述VGCF上電沉積的矽化合物的負載率為10-20％。上述方案中，所述粘結劑包括PTFE、PVDF、PAANA、CMC、SBR、LA132、LA133及氯丁橡膠中的一種或多種。該發明實施例提供了一種鉛炭電池，所述鉛炭電池包括上述的負極板。該發明實施例提供了一種鉛炭電池中負極板的製備方法，所述方法包括：將板柵兩面分別噴塗高導性漿料，塗布量為鉛膏質量的0.5％，塗層厚度為0.1-0.2毫米，之後，在45-55℃下進行乾燥；將塗有高導性漿料的板柵塗布以鉛鈦矽碳材料濕混製作的鉛膏，塗填後經淋酸固化為半潮濕狀態的板柵；將非格線布貼片上塗布電容層塗層，塗布量為鉛膏質量的1.5％，塗層厚度為0.1-0.2毫米，在50℃下乾燥2.5小時，製得非格線布貼片；將非格線布貼片按壓在塗填鉛膏的半潮濕狀態的板柵上進行固化乾燥，製得鉛碳電池負極板。

改善效果

《一種鉛炭電池、鉛炭電池負極板及其製備方法》實施例所提供的鉛炭電池負極板包括板柵、鉛膏及非格線布貼片；其中，所述鉛膏塗覆於所述板柵和非格線布貼片之間，使板柵和非格線布貼片相粘合併形成由板柵、鉛膏及非格線布貼片組成的三層結構。該發明實施例所提供的鉛炭電池的負極板採用獨創的“三明治”多層式結構，鉛膏和板柵、鉛膏和鉛膏、鉛膏和非格線布貼片之間結合牢固，顯著降低或完全杜絕在充放電循環過程中由於活性物質的脫落而使得非格線布貼片從板柵上剝落的風險，從而提高電池在不飽和充電狀態和頻繁充放使用的穩定性，有效緩衝瞬間大電流，抑制負極表面的硫酸鹽化，顯著提高電池的充電接受能力，大幅提高電池在HR-PSOC狀態下循環性能及快速充電和放電特性，特別適用於在PSOC下快速充放電的太陽能、風能以及發電儲能產業，也適用於頻繁快速充放電的智慧型電網發電儲能產業。

附圖說明

圖1為《一種鉛炭電池、鉛炭電池負極板及其製備方法》的鉛炭電池負極板的剖面示意圖

圖2為《一種鉛炭電池、鉛炭電池負極板及其製備方法》的鉛炭電池負極板的製備方法流程圖；

圖3為《一種鉛炭電池、鉛炭電池負極板及其製備方法》請的負極電化學反應過程線性電位掃描曲線對比圖；

圖4為《一種鉛炭電池、鉛炭電池負極板及其製備方法》的電池深循環（70％DOD）壽命測試對比圖；

圖5為《一種鉛炭電池、鉛炭電池負極板及其製備方法》的電池HR-PSOC狀態循環過程容量維持率對比圖。

技術領域

《一種鉛炭電池、鉛炭電池負極板及其製備方法》涉及電池領域，具體涉及一種鉛炭電池、鉛炭電池負極板及其製備方法。

權利要求

1.《一種鉛炭電池、鉛炭電池負極板及其製備方法》的特徵在於，所述負極板包括板柵、鉛膏及非格線布貼片；其中，所述鉛膏塗覆於所述板柵和非格線布貼片之間，使板柵和非格線布貼片相粘合併形成由板柵、鉛膏及非格線布貼片組成的三層結構；所述板柵兩面噴塗有高導性漿料，所述非格線布貼片上塗覆有電容層塗層；所述鉛膏的組分包括鉛粉、鉛鈦矽混合物、沉澱型硫酸鋇、木素、聚酯纖維、腐殖酸和粘結劑，所述高導性漿料的組分包括鉛鈦矽混合物、粘結劑和離子水，所述電容層塗層的組分包括鉛鈦矽混合物和粘結劑，其中所述鉛鈦矽混合物的組分包括活性炭、炭黑、石墨和VGCF。

2.根據權利要求1所述的負極板，其特徵在於，所述高導性漿料包含：99份的鉛鈦矽混合物、1份的粘結劑及500份的離子水；其中，所述鉛鈦矽混合物的活性炭的質量百分比為5-10％，所述鉛鈦矽混合物的炭黑的質量百分比為30-40％，所述鉛鈦矽混合物的石墨的質量百分比為30-40％，所述鉛鈦矽混合物的VGCF的質量百分比為5-10％；或者，99份的鉛鈦矽混合物、1份的粘結劑及500份的離子水；其中，所述鉛鈦矽混合物的活性炭的質量百分比為10-20％，所述鉛鈦矽混合物的炭黑的質量百分比為25-35％，所述鉛鈦矽混合物的石墨的質量百分比為22-28％，所述鉛鈦矽混合物的VGCF的質量百分比為30％。

3.根據權利要求1所述的負極板，其特徵在於，所述鉛膏組分及各組分配比為：鉛粉100份，鉛鈦矽混合物2-8份，沉澱型硫酸鋇0.2-2份，木素0.05-0.6份，聚酯纖維為0.04-1.5份，腐殖酸為0.2-1份，粘結劑為0.05-0.15份；其中，所述鉛鈦矽混合物的活性炭的質量百分比為20-30％，所述鉛鈦矽混合物的炭黑的質量百分比為20-30％，所述鉛鈦矽混合物的石墨的質量百分比為20-30％，所述鉛鈦矽混合物的VGCF的質量百分比為20-30％。

4.根據權利要求1所述的負極板，其特徵在於，所述電容層塗層的組分及各組分的配比為：鉛鈦矽混合物的活性炭的質量百分比為30-40％，鉛鈦矽混合物的炭黑的質量百分比為15-25％，鉛鈦矽混合物的石墨的質量百分比為20-30％，鉛鈦矽混合物的VGCF的質量百分比為15-25％，所述電容層塗層的粘結劑的質量百分比為1-5％。

5.根據權利要求2至4其中任一項所述的負極板，其特徵在於，所述活性炭上電沉積的鉛化合物的負載率為40-50％，所述活性炭上電沉積的鈦化合物的負載率為20-30％，所述活性炭上電沉積的矽化合物的負載率為10-20％，所述活性炭的比表面積在2000平方米/克；所述炭黑上電沉積的鉛化合物的負載率為40-50％，所述炭黑上電沉積的鈦化合物的負載率為20-30％，所述炭黑上電沉積的矽化合物的負載率為10-20％；所述石墨上電沉積的鉛化合物的負載率為40-50％，所述石墨上電沉積的鈦化合物的負載率為20-30％，所述石墨上電沉積的矽化合物的負載率為10-20％；所述VGCF上電沉積的鉛化合物的負載率為40-50％，所述VGCF上電沉積的鈦化合物的負載率為20-30％，所述VGCF上電沉積的矽化合物的負載率為10-20％。

6.根據權利要求2至4其中任一項所述的負極板，其特徵在於，所述粘結劑包括PTFE、PVDF、PAANA、CMC、SBR、LA132、LA133及氯丁橡膠中的一種或多種。

7.一種鉛炭電池，其特徵在於，所述鉛炭電池包括：權利要求1至6其中任一項所述的負極板。

8.一種鉛炭電池中負極板的製備方法，其特徵在於，所述方法包括：將板柵兩面分別噴塗高導性漿料，塗布量為鉛膏質量的0.5％，塗層厚度為0.1-0.2毫米，之後，在45-55℃下進行乾燥；將塗有高導性漿料的板柵塗布以鉛鈦矽碳材料濕混製作的鉛膏，塗填後經淋酸固化為半潮濕狀態的板柵；將非格線布貼片上塗布電容層塗層，塗布量為鉛膏質量的1.5％，塗層厚度為0.1-0.2毫米，在50℃下乾燥2.5小時，製得非格線布貼片；將非格線布貼片按壓在塗填鉛膏的半潮濕狀態的板柵上進行固化乾燥，製得鉛碳電池負極板；所述鉛膏的組分包括鉛粉、鉛鈦矽混合物、沉澱型硫酸鋇、木素、聚酯纖維、腐殖酸和粘結劑，所述高導性漿料的組分包括鉛鈦矽混合物、粘結劑和離子水，所述電容層塗層的組分包括鉛鈦矽混合物和粘結劑，其中所述鉛鈦矽混合物的組分包括活性炭、炭黑、石墨和VGCF。

實施方式

• 實施例一

《一種鉛炭電池、鉛炭電池負極板及其製備方法》實施例一提供了一種鉛炭電池的負極板，圖1為所述負極板的剖面圖，如圖1所示，所述負極板包括板柵11、鉛膏12及非格線布貼片13；其中，所述鉛膏12塗覆於所述板柵11和非格線布貼片13之間，使板柵11和非格線布貼片13相粘合併形成由板柵11、鉛膏12及非格線布貼片13組成的三層結構。具體的，根據上述方案，《一種鉛炭電池、鉛炭電池負極板及其製備方法》實施例所提供的鉛炭電池的負極板採用獨創的“三明治”多層式結構，如圖1所示，從上至下總共分三層，第一層為板柵11，第二層為容量性很大含有鉛鈦矽碳材料的鉛膏12，其除具有一定的電傳導性，還具有一定的電容性，防止極板活性物質內部在中小電流不飽和充放電情況下因硫酸鹽化而失效；第三層為電容性較大的鉛鈦矽碳材料所製得的非格線布貼片13，當大電流瞬間放電時，其能夠起到緩衝作用。此三明治多層式負極板，通過三層結構的相互結合及相互間的協同作用，使其適用於不同倍率的充放電和不飽和充放電循環套用模式。鉛膏和板柵、鉛膏和鉛膏、鉛膏和非格線布貼片之間結合牢固，顯著降低或完全杜絕在充放電循環過程中由於活性物質的脫落而使得非格線布貼片從板柵上剝落的風險，從而提高電池在不飽和充電狀態和頻繁充放使用的穩定性，有效緩衝瞬間大電流，抑制負極表面的硫酸鹽化，顯著提高電池的充電接受能力，大幅提高電池在HR-PSOC狀態下循環性能及快速充電和放電特性，特別適用於在HR-PSOC狀態下快速充放電的太陽能、風能以及發電儲能產業，也適用於頻繁快速充放電的智慧型電網發電儲能產業。

具體的，所述板柵11兩面噴塗有高導性漿料，所述高導性漿料的組分及各組分的配比為：99份的鉛鈦矽混合物、1份的粘結劑及500份的離子水；其中，所述鉛鈦矽混合物的活性炭的質量百分比為5-10％，所述鉛鈦矽混合物的炭黑的質量百分比為30-40％，所述鉛鈦矽混合物的石墨的質量百分比為30-40％，所述鉛鈦矽混合物的VGCF的質量百分比為5-10％；或者，99份的鉛鈦矽混合物、1份的粘結劑及500份的離子水；其中，所述鉛鈦矽混合物的活性炭的質量百分比為10-20％，所述鉛鈦矽混合物的炭黑的質量百分比為25-35％，所述鉛鈦矽混合物的石墨的質量百分比為22-28％，所述鉛鈦矽混合物的VGCF的質量百分比為30％。上述方案中，所述活性炭上電沉積的鉛化合物的負載率為40-50％，所述活性炭上電沉積的鈦化合物的負載率為20-30％，所述活性炭上電沉積的矽化合物的負載率為10-20％，所述活性炭的比表面積在1800-2400平方米/克；所述炭黑上電沉積的鉛化合物的負載率為40-50％，所述炭黑上電沉積的鈦化合物的負載率為20-30％，所述炭黑上電沉積的矽化合物的負載率為10-20％；所述石墨上電沉積的鉛化合物的負載率為40-50％，所述石墨上電沉積的鈦化合物的負載率為20-30％，所述石墨上電沉積的矽化合物的負載率為10-20％；所述VGCF上電沉積的鉛化合物的負載率為40-50％，所述VGCF上電沉積的鈦化合物的負載率為20-30％，所述VGCF上電沉積的矽化合物的負載率為10-20％。優選地，所述活性炭的比表面積在2000平方米/克。所述高導性漿料為導電性較高的鉛鈦矽碳材料，其塗層塗覆於所述板柵11的外表面上能夠增大板柵與鉛膏12之間的粘合力，降低板柵11與鉛膏12之間的電阻，防止因電流過大而使板柵11伸長、變形和腐蝕，便於極板能夠傳導，提高充放電接受能力。具體的，所述鉛膏12的組分及各組分配比為：鉛粉100份，鉛鈦矽混合物2-8份，沉澱型硫酸鋇0.2-2份，木素0.05-0.6份，聚酯纖維為0.04-1.5份，腐殖酸為0.2-1份，粘結劑為0.05-0.15份；其中，所述鉛鈦矽混合物的活性炭的質量百分比為20-30％，所述鉛鈦矽混合物的炭黑的質量百分比為20-30％，所述鉛鈦矽混合物的石墨的質量百分比為20-30％，所述鉛鈦矽混合物的VGCF的質量百分比為20-30％；或者，鉛粉100份，鉛鈦矽混合物2-8份，硫酸鋇為0.2-2份，木素為0.05-0.2份，聚酯纖維為0.04-0.8份，腐殖酸為0.2-1份，粘結劑為0.05-0.15份；其中，所述鉛鈦矽混合物的活性炭的質量百分比為25％，所述鉛鈦矽混合物的炭黑的質量百分比為25％，所述鉛鈦矽混合物的石墨的質量百分比為25％，所述鉛鈦矽混合物的VGCF的質量百分比為25％。具體的，所述活性炭上電沉積的鉛化合物的負載率為40-50％，所述活性炭上電沉積的鈦化合物的負載率為20-30％，所述活性炭上電沉積的矽化合物的負載率為10-20％，所述活性炭的比表面積在1800-2400平方米/克；所述炭黑上電沉積的鉛化合物的負載率為40-50％，所述炭黑上電沉積的鈦化合物的負載率為20-30％，所述炭黑上電沉積的矽化合物的負載率為10-20％；所述石墨上電沉積的鉛化合物的負載率為40-50％，所述石墨上電沉積的鈦化合物的負載率為20-30％，所述石墨上電沉積的矽化合物的負載率為10-20％，所述鉛鈦矽混合物的VGCF為20-30％，所述VGCF上電沉積的鉛化合物的負載率為40-50％，所述VGCF上電沉積的鈦化合物的負載率為20-30％，所述VGCF上電沉積的矽化合物的負載率為10-20％。優選地，所述活性炭的比表面積在2000平方米/克。

具體的，所述非格線布貼片13上塗覆有電容層塗層，所述電容層塗層的組分及各組分的配比為：鉛鈦矽混合物的活性炭的質量百分比為35％，鉛鈦矽混合物的炭黑的質量百分比為20％，鉛鈦矽混合物的石墨的質量百分比為25％，鉛鈦矽混合物的VGCF的質量百分比為20％，粘結劑的質量百分比為1％；或者，鉛鈦矽混合物的活性炭的質量百分比為30-40％，鉛鈦矽混合物的炭黑的質量百分比為15-25％，鉛鈦矽混合物的石墨的質量百分比為20-30％，鉛鈦矽混合物的VGCF的質量百分比為15-25％、粘結劑的質量百分比為1-5％。具體的，所述活性炭上電沉積的鉛化合物的負載率為40-50％，所述活性炭上電沉積的鈦化合物的負載率為20-30％，所述活性炭上電沉積的矽化合物的負載率為10-20％，所述活性炭的比表面積在1800-2400平方米/克；所述炭黑上電沉積的鉛化合物的負載率為40-50％，所述炭黑上電沉積的鈦化合物的負載率為20-30％，所述炭黑上電沉積的矽化合物的負載率為10-20％；所述石墨上電沉積的鉛化合物的負載率為40-50％，所述石墨上電沉積的鈦化合物的負載率為20-30％，所述石墨上電沉積的矽化合物的負載率為10-20％；所述VGCF上電沉積的鉛化合物的負載率為40-50％，所述VGCF上電沉積的鈦化合物的負載率為20-30％，所述VGCF上電沉積的矽化合物的負載率為10-20％。優選地，所述活性炭的比表面積在2000平方米/克。上面所說的粘結劑可以為PTFE（聚四氟乙烯）、PVDF（聚偏氟乙烯）、PAANA（聚丙烯酸鈉）、CMC（羧甲基纖維素鈉）、SBR（丁苯橡膠）、LA132、LA133、氯丁橡膠中的一種或兩種以上。優選地，所述粘結劑為PTFE、SBR（丁苯橡膠）及LA132。

• 實施例二

《一種鉛炭電池、鉛炭電池負極板及其製備方法》實施例二提供了一種鉛炭電池，具體的，所述鉛炭電池包括：實施例一所述的負極板。

• 實施例三

《一種鉛炭電池、鉛炭電池負極板及其製備方法》實施例三提供了一種鉛炭電池的負極板的製備方法，參照圖2，包括以下步驟：步驟201、將板柵兩面分別噴塗高導性漿料，塗布量為鉛膏質量的0.5％，塗層厚度為0.1-0.2毫米，之後，在45-55℃下進行乾燥；該高導性漿料中各組分及各組分的配比可以為：99份的鉛鈦矽混合物、1份的粘結劑及500份的離子水；其中，所述鉛鈦矽混合物的活性炭的質量百分比為5-10％，所述鉛鈦矽混合物的炭黑的質量百分比為30-40％，所述鉛鈦矽混合物的石墨的質量百分比為30-40％，所述鉛鈦矽混合物的VGCF的質量百分比為5-10％；或者，99份的鉛鈦矽混合物、1份的粘結劑及500份的離子水；其中，所述鉛鈦矽混合物的活性炭的質量百分比為10-20％，所述鉛鈦矽混合物的炭黑的質量百分比為25-35％，所述鉛鈦矽混合物的石墨的質量百分比為22-28％，所述鉛鈦矽混合物的VGCF的質量百分比為30％。具體的，所述活性炭上電沉積的鉛化合物的負載率為40-50％，所述活性炭上電沉積的鈦化合物的負載率為20-30％，所述活性炭上電沉積的矽化合物的負載率為10-20％，所述活性炭的比表面積在1800-2400平方米/克；所述炭黑上電沉積的鉛化合物的負載率為40-50％，所述炭黑上電沉積的鈦化合物的負載率為20-30％，所述炭黑上電沉積的矽化合物的負載率為10-20％；所述石墨上電沉積的鉛化合物的負載率為40-50％，所述石墨上電沉積的鈦化合物的負載率為20-30％，所述石墨上電沉積的矽化合物的負載率為10-20％；所述VGCF上電沉積的鉛化合物的負載率為40-50％，所述VGCF上電沉積的鈦化合物的負載率為20-30％，所述VGCF上電沉積的矽化合物的負載率為10-20％。優選地，所述活性炭的比表面積在2000平方米/克。步驟202、將塗有高導性漿料的板柵塗布以鉛鈦矽碳材料濕混製作的鉛膏，塗填後經淋酸固化為半潮濕狀態（含2-3％水分）的板柵；具體的，所述鉛膏的組分及各組分的配比為：鉛粉100份，鉛鈦矽混合物2-8份，沉澱型硫酸鋇0.2-2份，木素0.05-0.6份，聚酯纖維為0.04-1.5份，腐殖酸為0.2-1份，粘結劑為0.05-0.15份；其中，所述鉛鈦矽混合物的活性炭的質量百分比為20-30％，所述鉛鈦矽混合物的炭黑的質量百分比為20-30％，所述鉛鈦矽混合物的石墨的質量百分比為20-30％，所述鉛鈦矽混合物的VGCF的質量百分比為20-30％；或者，鉛粉100份，鉛鈦矽混合物2-8份，硫酸鋇為0.2-2份，木素為0.05-0.2份，聚酯纖維為0.04-0.8份，腐殖酸為0.2-1份，粘結劑為0.05-0.15份；其中，所述鉛鈦矽混合物的活性炭的質量百分比為25％，所述鉛鈦矽混合物的炭黑的質量百分比為25％，所述鉛鈦矽混合物的石墨的質量百分比為25％，所述鉛鈦矽混合物的VGCF的質量百分比為25％。

具體的，所述活性炭上電沉積的鉛化合物的負載率為40-50％，所述活性炭上電沉積的鈦化合物的負載率為20-30％，所述活性炭上電沉積的矽化合物的負載率為10-20％，所述活性炭的比表面積在1800-2400平方米/克；所述炭黑上電沉積的鉛化合物的負載率為40-50％，所述炭黑上電沉積的鈦化合物的負載率為20-30％，所述炭黑上電沉積的矽化合物的負載率為10-20％；所述石墨上電沉積的鉛化合物的負載率為40-50％，所述石墨上電沉積的鈦化合物的負載率為20-30％，所述石墨上電沉積的矽化合物的負載率為10-20％；所述VGCF上電沉積的鉛化合物的負載率為40-50％，所述VGCF上電沉積的鈦化合物的負載率為20-30％，所述VGCF上電沉積的矽化合物的負載率為10-20％。優選地，所述活性炭的比表面積在2000平方米/克。步驟203、將非格線布貼片上塗布電容層塗層，塗布量為鉛膏質量的1.5％，塗層厚度為0.1-0.2毫米，在50℃下乾燥2.5小時，製得非格線布貼片；該鉛鈦矽碳複合材料電容層塗層配方如下：鉛鈦矽混合物的活性炭的質量百分比為30-40％，鉛鈦矽混合物的炭黑的質量百分比為15-25％，鉛鈦矽混合物的石墨的質量百分比為20-30％，鉛鈦矽混合物的VGCF的質量百分比為15-25％、粘結劑的質量百分比為1-5％；或者，鉛鈦矽混合物的活性炭的質量百分比為35％，鉛鈦矽混合物的炭黑的質量百分比為20％，鉛鈦矽混合物的石墨的質量百分比為25％，鉛鈦矽混合物的VGCF的質量百分比為20％，粘結劑的質量百分比為1％。具體的，所述活性炭上電沉積的鉛化合物的負載率為40-50％，所述活性炭上電沉積的鈦化合物的負載率為20-30％，所述活性炭上電沉積的矽化合物的負載率為10-20％，所述活性炭的比表面積在1800-2400平方米/克；所述炭黑上電沉積的鉛化合物的負載率為40-50％，所述炭黑上電沉積的鈦化合物的負載率為20-30％，所述炭黑上電沉積的矽化合物的負載率為10-20％；所述石墨上電沉積的鉛化合物的負載率為40-50％，所述石墨上電沉積的鈦化合物的負載率為20-30％，所述石墨上電沉積的矽化合物的負載率為10-20％；所述VGCF上電沉積的鉛化合物的負載率為40-50％，所述VGCF上電沉積的鈦化合物的負載率為20-30％，所述VGCF上電沉積的矽化合物的負載率為10-20％。優選地，所述活性炭的比表面積在2000平方米/克。步驟204、將非格線布貼片按壓在塗填鉛膏的半潮濕狀態的板柵上進行固化乾燥，製得鉛碳電池負極板。

下面通過具體實例對《一種鉛炭電池、鉛炭電池負極板及其製備方法》所製成的鉛炭電池的性能進行測試。首先，根據《一種鉛炭電池、鉛炭電池負極板及其製備方法》實施例三所提供的製備方法製備出尺寸為151毫米×156毫米×1.8毫米的的鉛炭電池負極板（以下簡稱負極板1），並根據2017年4月以前的技術中普通鉛酸電池負極板的製備方法製備出相同尺寸的普通負極板（以下簡稱負極板2）。具體的，普通鉛酸電池負極板的製備方法為：將尺寸151毫米×156毫米×1.8毫米的負極板柵，塗布普通鉛酸電池的鉛膏，鉛膏組分為鉛粉93-98％，硫酸鋇為0.4-0.8％，木素為0.5-2％，聚酯纖維為0.4-0.8％，腐殖酸為0.2-0.6％，淋酸，固化乾燥。由此，即可製成普通鉛酸電池負極板。具體實施方式一和二的負極極板尺寸151毫米×156毫米×1.8毫米，運用傳統鉛酸電池正極極板的尺寸為151毫米×156毫米×3.3毫米，為對比考核兩種負極板性能，分別取6片相同的正極板與7片負極板1，並在正負極板間交替插入AGM（吸附式玻璃纖維棉）隔板形成集群，將集群插入電池殼中，以密度為1.26克/毫升的硫酸水溶液為電解質以理論容量的5-6倍進行內化成，並進行容量測試，從而製造出2伏100安時的鉛碳電池；以同樣的方式，將7片負極板1替換為7片負極板2製成2伏100安時的普通鉛酸電池。針對這兩種電池，進行以下測試：（1）析氫電位測試:將負極板1和負極板2置於比重1.28克/毫升硫酸水溶液中，在電化工作站CHI660D上進行線性電位掃描測試，負極電化學反應過程線性電位掃描曲線對比圖參見圖3，其中，位於上方的曲線為負極板1的線性電位掃描曲線，下方的曲線為負極板2的線性電位掃描曲線；（2）電池深循環（70％放電深度，DOD）循環壽命測試，電池深循環（70％DOD）壽命測試對比圖見圖4，其中，位於上方的曲線為《一種鉛炭電池、鉛炭電池負極板及其製備方法》鉛炭電池的深循環壽命曲線，下方的曲線為普通鉛酸電池的深循環壽命曲線；（3）電池不飽和狀態（PSOC）循環壽命測試，電池不飽和狀態（PSOC）循環過程容量維持率對比圖見圖5，其中，位於上方的曲線為《一種鉛炭電池、鉛炭電池負極板及其製備方法》鉛炭電池PSOC循環過程容量維持率曲線，下方的曲線為普通鉛酸電池的PSOC循環過程容量維持率曲線。從圖3所示的線性電位掃描曲線可知，負極板1的析氫電位明顯高於負極板2；充放電接受能力比普通鉛酸電池提高50％，充電時間是普通鉛酸電池的1/8；從圖4可知，在70％DOD測試中，普通鉛酸電池循環次數為1200次，而《一種鉛炭電池、鉛炭電池負極板及其製備方法》所提供的鉛炭電池循環次數在3000次以上；從圖5所示的PSOC循環測試（30～80％SOC）結果可以看出，《一種鉛炭電池、鉛炭電池負極板及其製備方法》鉛炭電池在次工作狀態下具有良好的早期容量、充放電接受能力強、能快充快放且充放電效率高，特別能適合於高度頻繁充放電的深循環，滿足智慧型電網工作需求。而普通鉛酸電池在上述性能的表現上則明顯薄弱很多。

榮譽表彰

2021年8月16日，《一種鉛炭電池、鉛炭電池負極板及其製備方法》獲得安徽省第八屆專利獎優秀獎。