专利名称：一种炭浆的制备方法
技术领域：
本发明涉及化学电源技术领域，尤其是一种炭浆的制备方法。
背景技术：
随着社会的快速发展，环境污染与传统能源短缺，人们需要更高效，更环保的能源来替代或补充传统能源，这导致对混合动力电动汽车、电动车的需求越来越多。炭是一种常用的储能材料，铅酸电池负极加入炭粉可以提高该储能元件能量密度与功率密度，可以提高电池的循环寿命。然而炭类材料存在以下问题
一、炭负极的析氢电位较低，降低了水的分解电压，因此失水量相对较高；
二、炭亲水性较差，粘结不牢靠，很容易松散，在使用过程中，活性炭容易脱出、溶解，失去作用，且极有可能经过若干次循环，极板产生松散，脱落。发明内容
为解决上述弊端，本发明所要解决的技术问题是，提供一种炭浆的制备方法，该炭浆分散均匀，导电性良好，可提高电池的放电功率与电池比能量，减少材料使用量。为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是，一种炭浆的制备方法，其特征在于，按质量份数比，所述炭浆的组份为，炭胶体添加剂水=5 30 :0.1 5 :100，所述的炭取自活性炭，炭黑，石墨的一种或几种，所述的胶体添加剂取自羧甲基纤维素钠，羟乙基纤维素，羟丙基甲基纤维素的一种或几种；使用双氧水作为氧化剂；使用超声波作为辅助条件，在超声波环境下，使氧化剂产生自由基，自由基氧化炭，使其产生亲水基团；在超声波环境下，胶体添加剂对炭进行接枝，并改善炭的亲水性，使炭可以稳定悬浮在水中；胶体添加剂具有粘性，在不另外添加粘结剂的情况下实现粘结。
优选地，所述炭浆的制备方法具体包括如下步骤
第一步将定量的所述胶体添加剂溶解于去离子水中，制备透明的胶体溶液，备用；
第二步将第一步所得的胶体溶液放入超声波清洗机中，加入双氧水作为氧化剂， 双氧水的浓度为30% 50%，双氧水的用量为炭重量的10% 20%，对上述胶体溶液进行超声处理,超声处理时间为10 30min ；
第三步在上述超声处理过程中，称取定量的炭材料，将炭材料加入第二步所述的胶体溶液中，炭至少分两次加入，当前次加入的炭分散开后再继续加入剩余的炭，加完炭后继续超声处理3 5小时，即得到本发明所述炭浆。
本发明的有益效果在于
1.本发明制备的炭浆，可保证7天内不产生沉降。
2.本发明制备的炭浆作为电池配方使用，电池的活性物质利用率高，较常规配方， 可提升负极容量20%以上，节省了材料使用量。
3.本发明制备的炭浆作为电池配方使用，电池的放电平台明显高于常规配方，有利于提高蓄电池的放电功率。
4.本发明制备的炭浆成本较低，与常规电池配方相比，成本降低了 20%左右。
5.本发明制备工艺简单，可大规模生产。可用于铅碳电池、镍氢电池、镍锌电池等。
下面将结合具体实施方式
对本发明做进一步说明。
具体实施方式
实施例1:第一步取50克羟丙基甲基纤维素溶解于IOkg去离子水中，制备透明的胶体溶液，备用。
第二步将第一步所得的胶体溶液放入超声波清洗机中，并加入双氧水作为氧化剂，双氧水的浓度为30%，双氧水的用量为炭重量的15%，对上述胶体溶液进行超声处理，超声时间为30min。
第三步在上述超声处理过程中，称取2kg炭黑，Ikg活性炭,炭总计为3kg,将炭加入第二步所述的胶体溶液中，炭分两次加入，当第一次加入的炭分散开后，才可第二次加入炭，全部炭加完后，继续超声4小时，即得到含炭量为30%的所述炭浆。
实施例2 :第一步取200克羧甲基纤维素钠溶解于5kg去离子水中，制备透明的胶体溶液，备用。
第二步将第一步所得的胶体溶液放入超声波清洗机中，并加入双氧水作为氧化剂，双氧水的浓度为50%，双氧水的用量为炭材料重量的10%，对上述胶体溶液进行超声处理,超声时间为15min。
第三步在上述超声处理过程中，称取Ikg活性炭，将活性炭加入第二步所述的胶体溶液中，活性炭分三次加入，当第一次加入的活性炭分散开后，才可第二次加入，如此进行直至全部炭加完后，继续超声3小时，即得到含炭量为20%的炭浆。
实施例3 :第一步取20克羟乙基纤维素溶解于Ikg去离子水中，制备透明的胶体溶液，备用。
第二步将第一步所得的胶体溶液放入超声波清洗机中，并加入双氧水作为氧化剂，双氧水的浓度为50%，双氧水的用量为炭材料重量的10%，对上述胶体溶液进行超声处理,超声时间为20min。
第三步在上述超声处理过程中，称取O.1kg活性炭，将活性炭加入第二步所述的胶体溶液中，活性炭分两次加入，当第一次加入的活性炭分散开后，才可第二次加入，全部炭加完后，继续超声3. 5小时，即得到含炭量为10%的炭浆。
分别取实施例1、2、3所制备炭浆，进行烘干，对比同一材料在制成炭浆的前后其元素含量以及分散稳定性能，结果见下表。分散前是指没有制成炭浆前，分散后是指制备成炭浆后。从表中可以看出，制成炭浆后其氧元素质量增加，这主要归功于氧化剂在超声波环境下氧化炭，促使亲水基团的增加，从而达到在水中分散稳定的目的。
权利要求
1.一种炭浆的制备方法，其特征在于，按质量份数比，所述炭浆的组份为，炭胶体添加剂水=5 30 :0.1 5 :100,所述的炭取自活性炭,炭黑,石墨的一种或几种,所述的胶体添加剂取自羧甲基纤维素钠，羟乙基纤维素，羟丙基甲基纤维素的一种或几种；使用双氧水作为氧化剂；使用超声波作为辅助条件，在超声波环境下，使氧化剂产生自由基，自由基氧化炭，使其产生亲水基团；在超声波环境下，胶体添加剂对炭进行接枝，并改善炭的亲水性，使炭可以稳定悬浮在水中；胶体添加剂具有粘性，在不另外添加粘结剂的情况下实现粘结。
2.如权利要求1所述的一种炭浆的制备方法，其特征在于，所述炭浆的制备方法具体包括如下步骤第一步将定量的所述胶体添加剂溶解于去离子水中，制备透明的胶体溶液，备用； 第二步将第一步所得的胶体溶液放入超声波清洗机中，加入双氧水作为氧化剂，双氧水的浓度为30% 50%，双氧水的用量为炭重量的10% 20%，对上述胶体溶液进行超声处理,超声处理时间为10 30min ；第三步在上述超声处理过程中，称取定量的炭材料，将炭材料加入第二步所述的胶体溶液中，炭至少分两次加入，当前次加入的炭分散开后再继续加入剩余的炭，加完炭后继续超声处理3 5小时，即得到本发明所述炭浆。
全文摘要
本发明公开了一种炭浆的制备方法，所述炭浆的组份为，炭胶体添加剂水=5～300.1～5100，胶体添加剂取自羧甲基纤维素钠，羟乙基纤维素，羟丙基甲基纤维素的一种或几种；使用双氧水作为氧化剂；使用超声波作为辅助条件。本发明制备的炭浆，可保证7天内不产生沉降；作为电池配方使用，电池的活性物质利用率高，较常规配方，可提升负极容量20%以上，节省了材料使用量；作为电池配方使用，电池的放电平台明显高于常规配方，有利于提高蓄电池的放电功率；与常规电池配方相比，其成本降低了20%左右；制备工艺简单，可大规模生产，广泛用于铅碳电池、镍氢电池、镍锌电池等。
文档编号H01M4/38GK103000868SQ20121058103
公开日2013年3月27日 申请日期2012年12月28日 优先权日2012年12月28日
发明者黎福根, 唐怀远 申请人:湖南丰日电源电气股份有限公司